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简介

Modbus 是一种低速串行数据协议，通常用于由一台监控计算机（主站）控制或监控多台远程设备（从站）的工业应用中。

该规范最初由 Modicon 公司（现施耐德电气公司）于 1979 年发布，用于其可编程逻辑控制器 (PLC)。

在一个标准的 Modbus 网络中，有一个主站和多达 247 个从站，每个从站都有一个从 1 到 247 的唯一地址。

Modbus 协议版本

根据所使用的传输介质，Modbus 开发了多个版本。最常见的有

Modbus RTU（远程终端设备）- 通常用于 RS-232 单端或 RS-485 差分线路，使用二进制编码和 CRC 错误检查。

Modbus ASCII - 同样用于 RS-232 或 RS-485 线路，使用 ASCII 字符而不是二进制，使其可读性更高，但效率较低，而且使用 LRC 错误检查的效果较差。ASCII 模式使用 ASCII 字符来开始和结束报文，而 RTU 则使用 3.5 个字符的时间间隔来成帧。传输相同内容的 Modbus ASCII 报文所需的字节数是 Modbus RTU 报文的两倍。

Modbus TCP - 用于 TCP/IP 网络，通常是以太网（目前 PicoScope 不支持）。

Modbus 帧结构

Modbus 协议定义了一个独立于底层通信层的协议数据单元（PDU）。根据采用的总线或网络类型，应用数据单元（ADU）中可能会引入其他字段。

协议数据单元（PDU）包含:

  • 表示要执行的操作类型的功能代码
  • 主站发送给从站设备的帧的数据字段，包含功能代码定义的操作的附加信息。这可能包括离散地址和寄存器地址、要处理的项目数量以及字段中实际数据字节数等项目。在某些类型的请求中，数据字段可能不存在（长度为零）。

应用数据单元（ADU）包含:

  • 协议数据单元（PDU）
  • 从站 ID
  • CRC 错误校验

错误代码: 服务器响应客户端时，使用功能代码字段表示正常（无错误）响应或发生某种错误（称为异常响应）。对于正常响应，服务器只需回声原始功能代码并返回所请求的数据。

数据存储

数据存储在从属设备的四个不同表中。其中两个存储开关（1 位）值，称为 "线圈 "和 "离散输入"，另外两个存储数值，为 16 位字，称为 "寄存器"。每个表都是只读表或读/写表。

每个表都有 9999 个位置。

功能代码

Modbus 功能代码分为三类：

公共功能代码 - 从 1 到 127（用户定义代码除外），由 Modbus.org 社区验证，公开记录并保证唯一。

用户自定义功能代码 - 分为 65 至 72 和 100 至 110 两个范围。

保留功能代码 - 某些公司用于传统产品，不对外公开使用。

常用功能代码示例见下表。

Modbus 的完整规范可从 www.modbus.org 免费获取。