MODBUS协议功能码及报文解析要点Word格式文档下载.docx
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一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。
所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址0例外，指定地址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会执行，不过不回应指令）。
所有的Modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。
基本的ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。
有许多modems和网关支持Modbus协议，因为Modbus协议很简单而且容易复制。
它们当中一些为这个协议特别设计的。
有使用有线、无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。
不过设计者需要克服一些包括高延迟和时序的问题。
MODBUS通信过程如下图
MODBUSRTU报文格式
起始位
设备地址
功能代码
数据
CRC校验
结束符
T1-T2-T3-T4
8Bit
n个8Bit
16Bit
MODBUSASCII报文格式
LRC校验
1个字符
2个字符
n个字符
MODBUSTCP报文
交互标识
协议标识
报文长度
设备标识
2字节
一般为0
高字节在前
1字节
也就是设备地址
实际上MODBUSRTU与ASCII的内容是完全相同的，不同的的ASCII方式用“：
”标识帧起始，用“CRLF”标识帧结束。
校验采用LRC，把RTU帧中一个字节的内容换成了2个ASCII字符。
比如在RTU方式下设备地址01只有一个字节，在ASCII方式下转换成字符串“01”（16进制的3031）。
MODBUSTCP中的设备标识，功能码等与MODBUSRTU相同，可以认为是在MODBUSRTU报文的前边加了一个头，去掉了CRC校验这个尾。
MODBUS协议定义了4种基本数据类型：
可读写位数据，只读位数据，只读16位数据，可读写16位数据。
这些数据分别被称为线圈状态，输入状态，输入寄存器，保持寄存器。
MODBUS协议中定义的这些数据都是一个从地址1开始的数组，访问时需要指明从哪个地址开始访问，访问多少个数据。
下表是MODBUS的功能码。
ModBus功能码
功能码
名称
作用
01
读取线圈状态
取得一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF）
02
读取输入状态
取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF）
03
读取保持寄存器
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
04
读取输入寄存器
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
05
强置单线圈
强置一个逻辑线圈的通断状态
06
预置单寄存器
把具体二进值装入一个保持寄存器
07
读取异常状态
取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的地址由控制器决定，用户逻辑可以将这些线圈定义，以说明从机状态，短报文适宜于迅速读取状态
08
回送诊断校验
把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评鉴
09
编程（只用于484）
使主机模拟编程器作用，修改PC从机逻辑
10
控询（只用于484）
可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信，探询该从机是否已完成其操作任务，仅在含有功能码9的报文发送后，本功能码才发送
11
读取事件计数
可使主机发出单询问，并随即判定操作是否成功，尤其是该命令或其他应答产生通信错误时
12
读取通信事件记录
可是主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记录。
如果某项事务处理完成，记录会给出有关错误
13
编程（184/384484584）
可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑
14
探询（184/384484584）
可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控询该从机是否已完成其程序操作，仅在含有功能13的报文发送后，本功能码才得发送
15
强置多线圈
强置一串连续逻辑线圈的通断
16
预置多寄存器
把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器
17
报告从机标识
可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态
18
（884和MICRO84）
可使主机模拟编程功能，修改PC状态逻辑
19
重置通信链路
发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态，可重置顺序字节
20
读取通用参数（584L）
显示扩展存储器文件中的数据信息
21
写入通用参数（584L）
把通用参数写入扩展存储文件，或修改之
22～64
保留作扩展功能备用
65～72
保留以备用户功能所用
留作用户功能的扩展编码
73～119
非法功能
120～127
保留
留作内部作用
128～255
用于异常应答
各个功能码对应的数据类型
代码
功能
数据类型
读
位
16位整型
写
整16位整型
MODBUS协议相当复杂，但是常用的命令也就简单的几个，01，02，03，04，05，06，15，16号命令。
各个命令的功能和报文如下：
01命令读取线圈状态MODBUS地址00001～
MODBUS请求
1BYTE
0X01
起始地址
2BYTE
0X0000TO0XFFFF
读取数量
1TO2000（0X7D0）
MODBUS响应
字节计数
N
线圈状态
nBYTE
n=NorN+1
N=读取数量/8如果余数不为0则N=N+1
错误响应
0X01+0X80
错误代码
0x1or0x2or0x3or0x4
举例
请求
响应
域名称
数据（hex）
起始地址高（字节）
00
起始地址低（字节）
27（h）～20状态
CD
读取数量高（字节）
35（h）～28状态
6B
读取数量低（字节）
38（h）～36状态
02命令读取输入状态MODBUS地址10001～
0X02
输入状态
0X02+0X80
C4
204（h）～197状态
AC
212（h）～205状态
DB
218（h）～213状态
35
03读保持寄存器MODBUS地址40001～
0X03
1TO125（0X7D）
N*2
N*2BYTE
0X03+0X80
寄存器高（108）
寄存器低（108）
2B
寄存器高（109）
寄存器低（109）
寄存器高（110）
寄存器低（110）
64
04输入寄存器MODBUS地址30001～
0X04
0X04+0X80
输入寄存器高（9）
输入寄存器低（9）
0A
05?
?
设置单个继电器状态
0X05
设置地址
设置内容
0x0000OR0XFF00
0x0000释放继电器
0xff00吸合继电器
0X05+0X80
举例（吸合6号继电器）
设置地址高（字节）
设置地址低（字节）
设置内容高（字节）
FF
设置内容低（字节）
06?
设置单个保持寄存器
0X06
0x0000to0XFF00
0X06+0X80
设置9号保持寄存器内容为25
15设置多个继电器状态
0X0F
设置起始地址
设置长度
0X0000TO0X7B0
NBYTE
0X0F+0X80
设置继电器
0F
设置数量高（字节）
设置数量低（字节）
16设置多个保持寄存器
0X10
0X10+0X80
设置多个保持寄存器
MODBUS协议在智能设备中的应用
上面讲述了MODBUS协议的报文以及命令，那么在智能设备中如何使用这个协议呢?
如果智能设备有开关量输入输出，模拟量输入输出，有计数器等。
很明显开关量输入可以映射到10001地址，第一路开关量输入为10001，第二路为10002，………
开关量输出映射到00001地址，第一路为00001，第二路为00002，…….
模拟量输入映射到30001地址，第一路为30001，第二路为30002，……
模拟量输出和计数器输入映射到40001地址，第一路为40001，第二路为40002，……
当然也可以把所有的数据都放在保持寄存器中，这样对于MODBUS主设备访问时要简单，访问效率能提高，但是处理起来略显繁琐。
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