modbus通訊協(xié)議-rtu

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1、Modbus通訊協(xié)議（RTU傳輸模式）Modbus通訊協(xié)議（RTU傳輸模式）本說(shuō)明僅做內(nèi)部參考，詳細(xì)請(qǐng)參閱英文版本。１７Modbus通訊協(xié)議（RTU傳輸模式）第一章Modbus協(xié)議簡(jiǎn)介Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)

2、求訪(fǎng)問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，如果回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測(cè)的方法。協(xié)議在一根通訊線(xiàn)上使用應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨(dú)的通訊

3、線(xiàn)上信號(hào)沿著相反的兩個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)唯一的終端設(shè)備（從機(jī)），然后，在相反的方向上終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)傳輸給主機(jī)。協(xié)議只允許在主計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備之間，而不允許獨(dú)立的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這就不會(huì)在使它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線(xiàn)路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢(xún)信號(hào)。1．1傳輸方式傳輸方式是一個(gè)信息幀內(nèi)一系列獨(dú)立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則，以RTU模式在Modbus總線(xiàn)上進(jìn)行通訊時(shí)，信息中的每8位字節(jié)分成2個(gè)4位16進(jìn)制的字符，每個(gè)信息必須連續(xù)傳輸下面定義了與Modebus協(xié)

4、議–RTU方式相兼容的傳輸方式。代碼系統(tǒng)·8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制數(shù)0...9，A...F·消息中的每個(gè)8位域都是一個(gè)兩個(gè)十六進(jìn)制字符組成每個(gè)字節(jié)的位·1個(gè)起始位·8個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送·1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，無(wú)校驗(yàn)則無(wú)·1個(gè)停止位（有校驗(yàn)時(shí)），2個(gè)Bit（無(wú)校驗(yàn)時(shí)）錯(cuò)誤檢測(cè)域·CRC(循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè))１７Modbus通訊協(xié)議（RTU傳輸模式）1．2協(xié)議當(dāng)信息幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí)，它通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的“口”進(jìn)入尋址到的設(shè)備，該設(shè)備去掉數(shù)據(jù)幀的“信封”（數(shù)據(jù)頭），讀取數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有錯(cuò)誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請(qǐng)求的任務(wù)，

5、然后，它將自己生成的數(shù)據(jù)加入到取得的“信封”中，把數(shù)據(jù)幀返回給發(fā)送者。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容：終端從機(jī)地址(Address)、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請(qǐng)求數(shù)據(jù)(Data)和一個(gè)校驗(yàn)碼(Check)。發(fā)生任何錯(cuò)誤都不會(huì)有成功的響應(yīng)。1．2．1信息幀AddressFunctionDataCheck8-Bits8-BitsNx8-Bits16-Bits圖1–1.信息幀格式特注：Modbus信息幀所允許的最大長(zhǎng)度為256個(gè)字節(jié)，即N的范圍是大于等于零且小于等于252（N

6、{0，252}）。即，所有的數(shù)據(jù)一共256個(gè)，數(shù)據(jù)剩下253個(gè)。1．2．2地址（Address）域信息幀地址域(信息地址)在幀的開(kāi)始部分，由8位組成，有效的從機(jī)設(shè)備地址范圍0-247(十進(jìn)制)，各從機(jī)設(shè)備的尋址范圍為1-247。主機(jī)把從機(jī)地址放入信息幀的地址區(qū)，并向從機(jī)尋址。從機(jī)響應(yīng)時(shí)，把自己的地址放入響應(yīng)信息的地址區(qū)，讓主機(jī)識(shí)別已作出響應(yīng)的從機(jī)地址。地址0為廣播地址，所有從機(jī)均能識(shí)別。當(dāng)Modbus協(xié)議用于高級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則不允許廣播或其它方式替代。1．2．3功能（Function）域信息幀功能域代

7、碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。有效碼范圍1-225(十進(jìn)制)，有些代碼是適用于所有控制器，有些適應(yīng)于某種控制器，還有些保留以備后用。有關(guān)功能代替碼的全部?jī)?nèi)容見(jiàn)附錄A。當(dāng)主機(jī)向從句發(fā)送信息時(shí)，功能代碼向從機(jī)說(shuō)明應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作。如讀一組離散式線(xiàn)圈或輸入信號(hào)的ON/OFF狀態(tài)，讀一組寄存器的數(shù)據(jù)，讀從機(jī)的診斷狀態(tài)，寫(xiě)線(xiàn)圈（或寄存器），允許下截、記錄、確認(rèn)從機(jī)內(nèi)的程序等。當(dāng)從機(jī)響應(yīng)主機(jī)時(shí)，功能代碼可說(shuō)明從機(jī)正常響應(yīng)或出現(xiàn)錯(cuò)誤(即不正常響應(yīng))，正常響應(yīng)時(shí)，從句簡(jiǎn)單返回原始功能代碼；不正常響應(yīng)時(shí)，從機(jī)返回

8、與原始代碼相等效的一個(gè)碼，并把最高有效位設(shè)定為“1”。如，主機(jī)要求從機(jī)讀一組保持寄存器時(shí)，則發(fā)送信息的功能碼為：00000011(十六進(jìn)制03) 若從機(jī)正確接收請(qǐng)求的動(dòng)作信息后，則返回相同的代碼值作為正常響應(yīng)。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)時(shí)，則返回一個(gè)不正常響信息：10000011(十六進(jìn)制83)從機(jī)對(duì)功能代碼作為了修改，此外，還把一個(gè)特殊碼放入響應(yīng)信息的數(shù)據(jù)區(qū)中，告訴主機(jī)出現(xiàn)的錯(cuò)誤類(lèi)型和不正常響應(yīng)的原因，不正常響應(yīng)見(jiàn)附錄B。主機(jī)設(shè)備的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)處理不正常響應(yīng)，典型處理過(guò)程是主機(jī)把對(duì)信息的測(cè)試和診斷送