MODBUS通信协议.docx
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MODBUS通信协议
MODBUS通信协议
No.:
000000000000000293
☟☪R、☟☪C系列产品采用RS485、RS232、C✌☠、☜♦♒♏❒☠♏♦（❆CP✋P）等通信方式与当地监控系统或上一级调度自动化系统连接。
MODB✞S是应用层协议，可基于上述通信媒介进行系统互连。
MODB✞S采用直接内存访问的模式，其基本协议定义了内存访问的具体细节，各应用程序或系统互连时只须提供内存地址表即可。
一、☟☪R、☟☪C系列产品支持的MODB✞S命令
1、连续读⏹个字（功能码03☟）
下行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
03☟
起始地址（WORD）：
0000☟～☞☞☞☞☟
读的字数（WORD）：
0001☟～007D☟
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
上行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
03☟
数据长度（B✡❆☜）：
01☟～☞✌☟
数据内容（B✡❆☜）：
读到的具体数据
数据内容（B✡❆☜）：
读到的具体数据
。
。
。
数据内容（B✡❆☜）：
读到的具体数据
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
2、写1个字（功能码06☟）
下行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
06☟
起始地址（WORD）：
0000☟～☞☞☞☞☟
写入数据（WORD）：
0001☟～☞☞☞☞☟
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
上行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
06☟
起始地址（WORD）：
0000☟～☞☞☞☞☟
写入数据（WORD）：
0001☟～☞☞☞☞☟
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
3、连续写⏹个字（功能码10☟）
下行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
10☟
起始地址（WORD）：
0000☟～☞☞☞☞☟
写的字数（WORD）：
0001☟～007D☟
数据长度（B✡❆☜）：
01☟～☞✌☟
数据内容（B✡❆☜）：
写入的具体数据
数据内容（B✡❆☜）：
写入的具体数据
。
。
。
数据内容（B✡❆☜）：
写入的具体数据
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
上行：
设备地址（B✡❆☜）：
01☟～☞☞☟
功能码（B✡❆☜）：
10☟
起始地址（WORD）：
0000☟～☞☞☞☞☟
写的字数（WORD）：
0001☟～007D☟
校验码（WORD）：
以上所有字节的CRC16校验和
CRC计算例程：
◆⏹♦♓♑⏹♏♎♦♒☐❒♦C♋●♍◆●♋♦♏CRC☎◆⏹♦♓♑⏹♏♎♦♒☐❒♦✉☐D♋♦♋,◆⏹♦♓♑⏹♏♎♦♒☐❒♦♦☹♏⏹♑♦♒✆
{
◆⏹♦♓♑⏹♏♎♦♒☐❒♦♦CRC;
♦CRC=0⌧♐♐♐♐;
♦♒♓●♏☎♦☹♏⏹♑♦♒--✆♦CRC=☎♦CRC>>8✆♈♍♉♦❆♋♌●♏CRC☯☎♦CRC♈✉☐D♋♦♋++✆&0⌧00♐♐];
❒♏♦◆❒⏹♦CRC;
❝
◆⏹♦♓♑⏹♏♎♦♒☐❒♦♍♉♦❆♋♌●♏CRC☯256]=
{
0⌧0000,0⌧♍0♍1,0⌧♍181,0⌧0140,0⌧♍301,0⌧03♍0,0⌧0280,0⌧♍241,
0⌧♍601,0⌧06♍0,0⌧0780,0⌧♍741,0⌧0500,0⌧♍5♍1,0⌧♍481,0⌧0440,
0⌧♍♍01,0⌧0♍♍0,0⌧0♎80,0⌧♍♎41,0⌧0♐00,0⌧♍♐♍1,0⌧♍♏81,0⌧0♏40,
0⌧0♋00,0⌧♍♋♍1,0⌧♍♌81,0⌧0♌40,0⌧♍901,0⌧09♍0,0⌧0880,0⌧♍841,
0⌧♎801,0⌧18♍0,0⌧1980,0⌧♎941,0⌧1♌00,0⌧♎♌♍1,0⌧♎♋81,0⌧1♋40,
0⌧1♏00,0⌧♎♏♍1,0⌧♎♐81,0⌧1♐40,0⌧♎♎01,0⌧1♎♍0,0⌧1♍80,0⌧♎♍41,
0⌧1400,0⌧♎4♍1,0⌧♎581,0⌧1540,0⌧♎701,0⌧17♍0,0⌧1680,0⌧♎641,
0⌧♎201,0⌧12♍0,0⌧1380,0⌧♎341,0⌧1100,0⌧♎1♍1,0⌧♎081,0⌧1040,
0⌧♐001,0⌧30♍0,0⌧3180,0⌧♐141,0⌧3300,0⌧♐3♍1,0⌧♐281,0⌧3240,
0⌧3600,0⌧♐6♍1,0⌧♐781,0⌧3740,0⌧♐501,0⌧35♍0,0⌧3480,0⌧♐441,
0⌧3♍00,0⌧♐♍♍1,0⌧♐♎81,0⌧3♎40,0⌧♐♐01,0⌧3♐♍0,0⌧3♏80,0⌧♐♏41,
0⌧♐♋01,0⌧3♋♍0,0⌧3♌80,0⌧♐♌41,0⌧3900,0⌧♐9♍1,0⌧♐881,0⌧3840,
0⌧2800,0⌧♏8♍1,0⌧♏981,0⌧2940,0⌧♏♌01,0⌧2♌♍0,0⌧2♋80,0⌧♏♋41,
0⌧♏♏01,0⌧2♏♍0,0⌧2♐80,0⌧♏♐41,0⌧2♎00,0⌧♏♎♍1,0⌧♏♍81,0⌧2♍40,
0⌧♏401,0⌧24♍0,0⌧2580,0⌧♏541,0⌧2700,0⌧♏7♍1,0⌧♏681,0⌧2640,
0⌧2200,0⌧♏2♍1,0⌧♏381,0⌧2340,0⌧♏101,0⌧21♍0,0⌧2080,0⌧♏041,
0⌧♋001,0⌧60♍0,0⌧6180,0⌧♋141,0⌧6300,0⌧♋3♍1,0⌧♋281,0⌧6240,
0⌧6600,0⌧♋6♍1,0⌧♋781,0⌧6740,0⌧♋501,0⌧65♍0,0⌧6480,0⌧♋441,
0⌧6♍00,0⌧♋♍♍1,0⌧♋♎81,0⌧6♎40,0⌧♋♐01,0⌧6♐♍0,0⌧6♏80,0⌧♋♏41,
0⌧♋♋01,0⌧6♋♍0,0⌧6♌80,0⌧♋♌41,0⌧6900,0⌧♋9♍1,0⌧♋881,0⌧6840,
0⌧7800,0⌧♌8♍1,0⌧♌981,0⌧7940,0⌧♌♌01,0⌧7♌♍0,0⌧7♋80,0⌧♌♋41,
0⌧♌♏01,0⌧7♏♍0,0⌧7♐80,0⌧♌♐41,0⌧7♎00,0⌧♌♎♍1,0⌧♌♍81,0⌧7♍40,
0⌧♌401,0⌧74♍0,0⌧7580,0⌧♌541,0⌧7700,0⌧♌7♍1,0⌧♌681,0⌧7640,
0⌧7200,0⌧♌2♍1,0⌧♌381,0⌧7340,0⌧♌101,0⌧71♍0,0⌧7080,0⌧♌041,
0⌧5000,0⌧90♍1,0⌧9181,0⌧5140,0⌧9301,0⌧53♍0,0⌧5280,0⌧9241,
0⌧9601,0⌧56♍0,0⌧5780,0⌧9741,0⌧5500,0⌧95♍1,0⌧9481,0⌧5440,
0⌧9♍01,0⌧5♍♍0,0⌧5♎80,0⌧9♎41,0⌧5♐00,0⌧9♐♍1,0⌧9♏81,0⌧5♏40,
0⌧5♋00,0⌧9♋♍1,0⌧9♌81,0⌧5♌40,0⌧9901,0⌧59♍0,0⌧5880,0⌧9841,
0⌧8801,0⌧48♍0,0⌧4980,0⌧8941,0⌧4♌00,0⌧8♌♍1,0⌧8♋81,0⌧4♋40,
0⌧4♏00,0⌧8♏♍1,0⌧8♐81,0⌧4♐40,0⌧8♎01,0⌧4♎♍0,0⌧4♍80,0⌧8♍41,
0⌧4400,0⌧84♍1,0⌧8581,0⌧4540,0⌧8701,0⌧47♍0,0⌧4680,0⌧8641,
0⌧8201,0⌧42♍0,0⌧4380,0⌧8341,0⌧4100,0⌧81♍1,0⌧8081,0⌧4040
❝;
通讯数据的类型及格式说明：
信息传输为异步方式，并以字节为单位。
在主站和从站之间传递的通讯信息是11位的字格式：
字格式（串行数据）
11位二进制
起始位
1位
数据位
8位
奇偶校验位
1位:
有奇偶校验位/无：
无奇偶校验位
停止位
1位:
有奇偶校验位/2位：
无奇偶校验位
●通讯数据（信息帧）格式
数据格式：
地址码
功能码
数据区
错误校检
数据长度：
1字节
1字节
☠字节
16位CRC码（冗余循环码）
★注：
1、1个字节由8位二进制数组成（既8♌♓♦）。
2、M☐♎B◆♦是M☐♎♓♍☐⏹公司的注册商标。
3、❽从机❾在本文件中既为PDM。
一、通讯信息传输过程：
当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，符合相应地址码的从机接收通讯命令，并根据功能码及相关要求读取信息，如果CRC校验无误，则执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。
返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。
如果CRC校验出错就不返回任何信息。
1.1地址码：
地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8位），从1到255。
这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。
每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。
当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。
主机
发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。
相应的地址码表明该信息来自于何处。
1.2功能码：
是每次通讯信息帧传送的第二个字节。
M☐♎B◆♦通讯规约可定义的功能码为1到127。
PDM系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。
作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。
作为从机响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。
表8.1MODB✞S部分功能码
功能码
定义
操作（二进制）
02
读开关量输入
读取一路或多路开关量状态输入数据
01
读开关量输出
读取一路或多路开关量输出状态数据
03
读寄存器数据
读取一个或多个寄存器的数据
05
写开关量输出
控制一路继电器❽合/分❾输出
06
写单路寄存器
把一组二进制数据写入单个寄存器
10
写多路寄存器
把多组二进制数据写入多个寄存器
1.3数据区：
数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。
这些信息可以是数据（如：
开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等）、参考地址等。
例如，主机通过功能码03告诉从机返回寄存器的值（包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。
对于不同的从机，地址和数据信息都不相同（应给出通讯信息表）。
二、MODB✞S功能码简介
2.1功能码❽02❾：
读1路或多路开关量状态输入
例如：
主机要读取地址为01，开关量D✋1D✋4的输入状态。
从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：
起始位地址
D✋寄存器数据（16进制）
备注
0000
0B
D✋1/D✋2/D✋4状态为❽1❾，D✋3状态为❽0❾
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
备注
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
02
读开关量输入状态
起始B✋❆位
2
0000
起始B✋❆位地址为0000
读数据长度
2
0004
读取4路开关量输入状态位
CRC码
2
79C9
由主机计算得到CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
从机响应
字节数
返回的信息
备注
从机地址
1
01
来自从机01
功能码
1
02
读开关量输入状态
数据长度
1
01
1个字节（8个B✋❆位）
D✋状态数据
1
0B
D✋寄存器内容
CRC码
2
☜04☞
由从机计算得到CRC码
2.2功能码❽01❾：
读1路或多路开关量输出状态
例如：
主机要读取地址为01，开关量DO1，DO2的输出状态。
从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：
起始位地址
DO寄存器数据☎16进制✆
备注
0000
02
DO2输出状态为❽1❾，DO1输出状态为❽0❾
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
备注
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
01
读开关量输出状态
起始B✋❆位
2
0000
起始B✋❆位地址为0000
读数据长度
2
0002
读取2路继电器输出状态位
CRC码
2
BDCB
由主机计算得到CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
从机响应
字节数
返回的信息
备注
从机地址
1
01
来自从机01
功能码
1
01
读开关量输出状态
数据长度
1
01
1个字节（8个B✋❆位）
DO状态数据
1
02
DO寄存器内容
CRC码
2
D049
由从机计算得到CRC码
2.3功能码❽03❾：
读多路寄存器输入
例如：
主机要读取地址为01，起始地址为0116的3个从机寄存器数据。
从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：
寄存器地址
寄存器数据（16进制）
对应PDM电量
0116
1784
✞✌
0117
1780
✞B
0118
178✌
✞C
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
备注
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
03
读取寄存器
起始地址
2
0116
起始地址为0116
数据长度
3
0003
读取3个寄存器（共6个字节）
CRC码
2
☜5☞3
由主机计算得到CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
从机响应
字节数
返回的信息
备注
从机地址
1
01
来自从机01
功能码
1
03
读取寄存器
读取字
1
06
3个寄存器共6个字节
寄存器数据1
2
1784
地址为0116内存的内容
寄存器数据2
2
1780
地址为0117内存的内容
寄存器数据3
2
178✌
地址为0118内存的内容
CRC码
2
5847
由从机计算得到CRC码
2.4功能码❽05❾：
写1路开关量输出（❽遥控❾）
例1：
开关量输出点DO1，其当前状态为❽分❾，主机要控制该路继电器❽合❾。
控制命令为：
❽☞☞00❾为控制继电器❽合❾；
❽0000❾为控制继电器❽分❾；
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
备注
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
05
写开关量输出状态
输出B✋❆位
2
0000
对应输出继电器B✋❆位（DO1）
控制命令
2
☞☞00
控制该路继电器输出为❽合❾状态位
CRC码
2
8C3✌
由主机计算得到CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。
例2：
开关量输出点DO2，其当前状态为❽合❾，主机要控制该路继电器❽分❾。
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
备注
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
05
写开关量输出状态
输出B✋❆位
2
0001
对应输出继电器B✋❆位（DO2）
控制命令
2
0000
控制该路继电器输出为❽合❾状态位
CRC码
2
9C0✌
由主机计算得到CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。
2.5功能码❽06❾：
写单路寄存器
例如：
主机要把数据07D0，保存到地址为002C的从机寄存器中去（从机地址码为01）。
通讯数据保存结束后，地址为002C的PDM表原存储信息为：
地址
原来存储数据（16进制）
002C
04B0
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送的信息
举例
从机地址
1
01
发送至地址为01的从机
功能码
1
06
写单路寄存器
起始地址
2
002C
要写入的寄存器地址
写入数据
2
07D0
对应的新数据
CRC码
2
4B✌☞
由主机计算得到的CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。
2.6功能码❽10❾：
写多路寄存器
主机利用这个功能码把多个数据保存到PDM表的数据存储器中去。
M☐♎♌◆♦通讯规约中的寄存器指的是16位（即2字节），并且高位在前。
这样PDM的存储器都是二个字节。
由于M☐♎♌◆♦通讯规约允许每次最多保存60个寄存器，因此PDM一次也最多允许保存60个数据寄存器。
例如：
主机要把0064，0010保存到地址为002C，002D的从机寄存器中去（从机地址码为01）。
通讯数据保存结束后，地址为002C/002D的PDM表内存储信息为：
地址
原来存储数据（16进制）
002C
04B0
002D
1388
主机发送的报文格式：
主机发送
字节数
发送信息
举例
从机地址
1
01
发送至从机01
功能码
1
10
写多路寄存器
起始地址
2
002C
要写入的寄存器的起始地址
保存数据字长度
2
0002
保存数据的字长度（共2字）
保存数据字节长
1
04
保存数据的字节长度（共4字节）
保存数据1
2
04B0
数据地址002C
保存数据2
2
1388
数据地址002D
CRC码
2
☞C63
由主机计算得到的CRC码
从机（PDM）响应返回的报文格式：
从机响应
字节数
字节数
举例
从机地址
1
01
来自从机01
功能码
1
10
写多路寄存器
起始地址
2
002C
起始地址为002C
保存数据字长度
2
0002
保存2个字长度的数据
CRC码
2
8001
由从机计算得到的CRC码
三、错误校验码（CRC校验）：
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。
由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。
MODB✞S通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。
CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。
接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。
在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位也包括奇偶校验位，都不参与CRC计算。
●CRC码的计算方法是：
1．预置1个16位的寄存器为十六进制☞☞☞☞（即全为1）；称此寄存器为CRC寄存器；
2．把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低
8位相异或，把结果放于CRC寄存器；
3．把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查右移后的移出位；
4．如果移出位为0：
重复第3步（再次右移一位）；
如果移出位为1：
CRC寄存器与多项式✌001（1010000000000001）进行异或；
5．重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；
6．重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
7．将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低
字节进行交换；
8．最后得到的CRC寄存器内容即为：
CRC码。
四、通讯错误信息及数据的处理：
当PDM表检测到除了CRC码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。
以下的这些代码表明有意外的错误发生。
PDM从主机接收到的信息如有CRC错误，则将被PDM表忽略。
PDM返送的错误码的格式如下（CRC码除外）：
地址码：
1字节
功能码：
1字节（最高位为1）
错误码：
1字节
CRC码：
2字节。
PDM响应回送如下错误码：
81．非法的功能码。
接收到的功能码PDM表不支持。
82．非法的数据位置。
指定的数据位置超出PDM表的范围。
83．非法的数据值。
接收到主机发送的数据值超出PDM相应地址的数据范围。
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