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modbus协议
MODBUS规约中文说明书
MODBUS规约
MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。
通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。
它已经成为一通用工业标准。
有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。
它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。
它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。
如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。
在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。
这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。
控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。
其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。
典型的主设备：
主机和可编程仪表。
典型的从设备：
可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。
如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。
Modbus协议建立了主设备查询的格式：
设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。
如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。
在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。
这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。
提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。
如果控制器发送消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。
同样，当控制器接收到消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
.主设备查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。
数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。
例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。
数据段必须包含要告之从设备的信息：
从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。
错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
.从设备回应
如果从设备产生正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。
数据段包括了从设备收集的数据：
像寄存器值或状态。
如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。
错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
每个MODBUS帧都包括地址域功能域数据域错误检测域
RTU方式
地址
功能代码
数据数量
数据1
...
数据n
CRC高字节
CRC低字节
地址域功能域数据域错误检测域
帧定界:
MODBUSRTU方式下，每两个字符之间发送或者接收的时间间隔不能超过1.5倍字符传输时间。
如果两个字符时间间隔超过了3.5倍的字符传输时间，规约就认为一帧数据已经接收，新的一帧数据传输开始。
ASCII方式
ASCII模式
:
地址
功能代码
数据数量
数据1
...
数据n
LRC高字节
LRC低字节
回车
换行
地址域功能域数据域错误检测域
帧定界：
“：
”帧起始“CRLF”帧结束
ASCII方式用两个ASCII字符表示一个8位数据，比如16进制的3A用字符“3”和字符“A”表示。
MODBUSTCP
MODBUSTCP模式下，由于模块的地址由IP地址确定，所以不再有地址域内容，考虑到TCP网络是可靠的数据传输网络，故不再有校验数据。
但是考虑到在IP网上数据到达的顺序可能与我们预期的数据不一致，故增加了一个数据序号，考虑到在MODBUSTCP协议上承载MODBUS协议，还在头部数据中增加了一个地址域。
MODBUSTCP/MODBUS桥
STC-511可以用于MODBUSTCP到MODBUS的桥设备使用，作为MODBUS桥设备时，需要在地址域上加上地址，另外对应的串口需要设置为MODBUS主设备。
由于存在两个串口设备，地址域的最高位MSB=1则访问串口2，MSB=0则访问串口1。
地址域广播地址是把低7位全部置为1，在发送到MODBUS总线时，地址修改为0。
地址域为0表示不访问MODBUS串口设备。
支持命令
我们目前所支持的功能码非常有限，主要包括：
01READCOILSTATUS
02READINPUTSTATUS
03READHOLDINGREGISTERS
04READINPUTREGISTERS
05FORCESINGLECOIL
06PRESETSINGLEREGISTER
15FORCEMULTIPLECOILS
16FORCEMULTIPLEREGISTERS
20READFILERECORD
21WRITEFILERECORD
24READFIFOQUEUE
读继电器状态
功能码：
01
数据起始地址：
00001～00008
数据长度：
不大于08（因为只有8个输出继电器）
说明：
读取输出继电器的状态。
数据说明：
地址
描述
说明
00001
第1个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00002
第2个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00003
第3个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00004
第4个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00005
第5个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00006
第6个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00007
第7个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00008
第8个输出继电器
＝1吸合＝0断开
00009
第9个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00010
第10个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00011
第11个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00012
第12个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00013
第13个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00014
第14个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00015
第15个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
00016
第16个输出继电器（虚拟）
＝1吸合＝0断开
MODBUS请求
功能码
1BYTE
0X01
起始地址
2BYTE
0X0000TO0XFFFF
读取数量
2BYTE
1TO2000（0X7D0）
MODBUS响应
功能码
1BYTE
0X01
字节计数
1BYTE
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
功能码
1BYTE
0X01+0X80
错误代码
1BYTE
0x1or0x2or0x3or0x4
举例
请求
响应
域名称
数据（hex）
域名称
数据（hex）
功能码
01
功能码
01
起始地址高（字节）
00
字节计数
03
起始地址低（字节）
13
27（h）～20状态
CD
读取数量高（字节）
00
35（h）～28状态
6B
读取数量低（字节）
13
38（h）～36状态
05
读开关量输入
功能码：
02
数据起始地址：
100001～1000016
数据长度：
不大于16（因为只有16路输入）
说明：
读取输入开关量的状态。
输入的量改变状态需要经过0.1S滤波抗干扰后才会变化。
如果用户想知道改变的时刻，需要读取系统的FIFO中的SOE事件记录或者读取文件中的SOE记录。
输入量的每次改变都会累积到该路对应的32位计数器上，对于计数，输入的最高频率可以是1KHz。
数据说明：
地址
描述
说明
100001
第1路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100002
第2路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100003
第3路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100004
第4路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100005
第5路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100006
第6路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100007
第7路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100008
第8路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100009
第9路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100010
第10路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100011
第11路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100012
第12路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100013
第13路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100014
第14路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100015
第15路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
100016
第16路开关量状态
＝0没有通电＝1接通电源
MODBUS请求
功能码
1BYTE
0X02
起始地址
2BYTE
0X0000TO0XFFFF
读取数量
2BYTE
1TO2000（0X7D0）
MODBUS响应
功能码
1BYTE
0X02
字节计数
1BYTE
N
输入状态
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
功能码
1BYTE
0X02+0X80
错误代码
1BYTE
0x1or0x2or0x3or0x4
举例
请求
响应
域名称
数据（hex）
域名称
数据（hex）
功能码
02
功能码
02
起始地址高（字节）
00
字节计数
03
起始地址低（字节）
C4
204（h）～197状态
AC
读取数量高（字节）
00
212（h）～205状态
DB
读取数量低（字节）
16
218（h）～213状态
35
读保持寄存器
功能码：
03
数据起始地址：
400001－400128
数据长度：
不大于125（因为通信缓冲区的限制）
说明：
读取保持寄存器的值。
读取的是16位整数或者无符合整数。
地址
描述
说明
400001
当日时间
系统当日毫秒时钟低16位
400002
当日时间
系统当日毫秒时钟高16位
400003
当日时间
系统日期低16位
400004
当日时间
系统日期高1
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