modbus-rtu規(guī)約詳解

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1、第一章Modbus協(xié)議□介紹Modbus協(xié)議介紹 □兩種串行傳輸模式 □信息幀 □錯誤檢查方法 Modbus協(xié)議介紹Modbus可編程控制器之間可相互通訊，也可與不同網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備進(jìn)行通訊，支撐網(wǎng)絡(luò)有Modicon的Modbus和Modbus+工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)信息存取可由控制器內(nèi)置的端口，網(wǎng)絡(luò)適配器以及Modicon提供的模塊選件和網(wǎng)關(guān)等設(shè)備實現(xiàn)，對OEM(機械設(shè)備制造商)來說，Modicon可為合作伙伴提供現(xiàn)有的程序，可使Modbus+網(wǎng)絡(luò)緊密地集成到他們的產(chǎn)品設(shè)計中去。Modicon的各種控制器使用的公共語言被稱為Modbus協(xié)議，該協(xié)議定義了控制器能識別和使用的信息結(jié)構(gòu)。當(dāng)在M

2、odbus網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊時，協(xié)議能使每一臺控制器知道它本身的設(shè)備地址，并識別對它尋址的數(shù)據(jù)，決定應(yīng)起作用的類型，取出包含在信息中的數(shù)據(jù)和資料等，控制器也可組織回答信息，并使用Modbus協(xié)議將此信息傳送出去。在其他網(wǎng)絡(luò)上使用時，數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)幀中也包含著Modbus協(xié)議。如，Modbus+或MAP網(wǎng)絡(luò)控制器中有相應(yīng)的應(yīng)用程序庫和驅(qū)動程序，實現(xiàn)嵌入式Modbus協(xié)議信息與此網(wǎng)絡(luò)中用子節(jié)點設(shè)備間通訊的特殊信息幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換也可擴(kuò)展，處理節(jié)點地址，路由，和每一個特殊網(wǎng)絡(luò)的錯誤檢查方法。如包含在Modbus協(xié)議中的設(shè)備地址，在信息發(fā)送前就轉(zhuǎn)換成節(jié)點地址，錯誤檢查區(qū)也用于數(shù)據(jù)包，與每個網(wǎng)絡(luò)

3、的協(xié)議一致，最后一點是需用Modbus協(xié)議，寫入嵌入的信息，定義應(yīng)處理的動作。 圖1說明了采用不同通訊技術(shù)的多層網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的互連方法。在信息交換中，嵌入到每個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中的Modbus協(xié)議，提供了設(shè)備間能夠交換數(shù)據(jù)的公共的語言。 984A/B和S985AT/HC-984和HOST/MMHIAT/HC-984和HOST/MMHI(去MB+)S980(去MAP)編程器編程器4個Modus設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)圖1：Modbus協(xié)議應(yīng)用示意圖*MB+為Modbus Modbus上的數(shù)據(jù)傳輸Modicon控制器上的標(biāo)準(zhǔn)Modbus端口是使用一個RS-232兼容的串行接口，定義了連接器，接線電纜，信號等級

4、，傳輸波特率，和奇偶校驗，控制器可直接或通過調(diào)制解調(diào)器(以后簡稱Modems)接入總線(網(wǎng)絡(luò))?？刂破魍ㄓ嵤褂弥鲝募夹g(shù)，即主機能起動數(shù)據(jù)傳輸，稱查詢。而其它設(shè)備(從機)應(yīng)返回對查詢作出的響應(yīng)，或處理查詢所要求的動作。典應(yīng)的主機設(shè)備應(yīng)包括主處理器和編程器。典應(yīng)的從機包括可編程控制器。主機可對各從機尋址，發(fā)出廣播信息，從機返回信息作為對查詢的響應(yīng)。從機對于主機的廣播查詢，無響應(yīng)返回Modbus協(xié)議報據(jù)設(shè)備地址，請求功能代碼，發(fā)送數(shù)據(jù)，錯誤校驗碼，建立了主機查詢格式，從機的響應(yīng)信息也用Modbus協(xié)議組織，它包括確認(rèn)動作的代碼，返回數(shù)據(jù)和錯誤校驗碼。若在接收信息時出現(xiàn)一個錯誤或從機不能執(zhí)行

5、要求的動作時，從機會組織一個錯誤信息。并向主機發(fā)送作為響應(yīng)。 在其它總線上傳輸數(shù)據(jù)除標(biāo)準(zhǔn)的Modbus功能外，有些Modcon控制器內(nèi)置端口或總線適配器，在Modbus+總線上實現(xiàn)通訊或使用網(wǎng)絡(luò)適配器，在MAP網(wǎng)絡(luò)上通訊。在這些總線上，控制器間采用對等的技術(shù)進(jìn)行通訊，即任意一個控制器可向其它控制器啟動數(shù)據(jù)傳送。因此，一臺控制器既可作為從機，也可作為主機，常提供多重的內(nèi)部通道，允許并列處理主機和從機傳輸數(shù)據(jù) 在信息級，盡管網(wǎng)絡(luò)通訊方法是對等的，但Modbus協(xié)議仍采用主從方式，若一臺控制器作為主機設(shè)備發(fā)送一個信息，則可從一臺從機設(shè)備返回一個響應(yīng)，類似，當(dāng)一臺控制器接受信息時，它就組織

6、一個從機設(shè)備的響應(yīng)信息，并返回至原發(fā)送信息的控制器。8位數(shù)據(jù)字節(jié)錯誤校驗功能代碼8位數(shù)據(jù)字節(jié)設(shè)備地址功能代碼設(shè)備地址主機查詢信息查詢響應(yīng)周期：錯誤校驗從機響應(yīng)信息圖2：主從查詢響應(yīng)周期查詢：查詢中的功能代碼為被尋址的從機設(shè)備應(yīng)執(zhí)行的動作類型。數(shù)據(jù)字節(jié)中包含從機須執(zhí)行功能的各附加信息，如功能代碼03將查詢從機，并讀保持寄存器。并用寄存器的內(nèi)容作響應(yīng)。該數(shù)據(jù)區(qū)必須含有告之從機讀取寄存器的起始地址及數(shù)量，錯誤校驗區(qū)的一些信息，為從機提供一種校驗方法，以保證信息內(nèi)容的完整性。響應(yīng)：從機正常響應(yīng)時，響應(yīng)功能碼是查詢功能碼的應(yīng)答，數(shù)據(jù)字節(jié)包含從機采集的數(shù)據(jù)，如寄存器值或狀態(tài)。如出現(xiàn)錯誤，則修改功

7、能碼，指明為錯誤響應(yīng)。并在數(shù)據(jù)字節(jié)中含有一個代碼，來說明錯誤，錯誤檢查區(qū)允許主機確認(rèn)有效的信息內(nèi)容。 兩種串行傳輸模式控制器可使用ASCII或RTU通訊模式，在標(biāo)準(zhǔn)Modbus上通訊。在配置每臺控制器時，用戶須選擇通訊模式以及串行口的通訊參數(shù)。(波特率，奇偶校驗等)，在Modbus總線上的所有設(shè)備應(yīng)具有相同的通訊模式和串行通訊參數(shù)。選擇ASCII或RTU模式用于標(biāo)準(zhǔn)的Modbus總線。它定義了總線上串行傳輸信息區(qū)的“位”的含義，決定信息打包及解碼方法。 如