Modbus協(xié)議-試驗(yàn)臺(tái)控制設(shè)備基礎(chǔ)協(xié)議

1、Modbus協(xié)議_試驗(yàn)臺(tái)控制設(shè)備基礎(chǔ)協(xié)議2016-10-28更新一、Modbus串行鏈路協(xié)議基本要求物理層RS232 接口或RS485接口：RJ45DB 9連接器與電纜相接數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送速率:要求 9600bps 波特率，推薦 19200bps 波特率串行鏈路系統(tǒng)上的 Modbus只應(yīng)用于短距離（ 20m）點(diǎn)到點(diǎn)的互連Modbus 串行鏈路電纜必須屏蔽。在電纜兩端，其屏蔽必須接到保護(hù)地上（若在這個(gè)端部使用了連接器，該連接器外殼要連在電纜屏蔽上）可視診斷必須用 LED（發(fā)光兩極管）指示通信狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)。Modbus 實(shí)現(xiàn)等級(jí)Modbus 串行鏈路上的每個(gè)設(shè)備必須遵守相同實(shí)現(xiàn)等級(jí)的所有的強(qiáng)制的要求

2、，常規(guī)等級(jí)必須提供可配置能力。二、Modbus串行鏈路幀模式RTU 傳輸模式（建議采用）當(dāng)設(shè)備使用RTU (Remote Terminal Unit) 模式在 Modbus 串行鏈路通信， 報(bào)文中每個(gè)8 位字節(jié)含有兩個(gè)4 位十六進(jìn)制字符。這種模式的主要優(yōu)點(diǎn)是較高的數(shù)據(jù)密度，在相同的波特率下比ASCII 模式有更高的吞吐率。每個(gè)報(bào)文必須以連續(xù)的字符流傳送。RTU模式位序列報(bào)文中每個(gè)8 位字節(jié)含有兩個(gè)4 位十六進(jìn)制字符(09， AF)，每個(gè)字符傳送11位。1 起始位8 數(shù)據(jù)位， 首先發(fā)送最低有效位1 位作為奇偶校驗(yàn)(默認(rèn)偶校驗(yàn))1 停止位（注:使用無校驗(yàn)要求2個(gè)停止位。）通用Modbus幀PDU-

3、協(xié)議數(shù)據(jù)單元 ADU-應(yīng)用數(shù)據(jù)單元RS232 / RS485 ADU = 253 字節(jié)+服務(wù)器地址(1 byte) + CRC (2 字節(jié)) = 256 字節(jié)RTU模式幀序列由發(fā)送設(shè)備將Modbus 報(bào)文構(gòu)造為帶有已知起始和結(jié)束標(biāo)記的幀。這使設(shè)備可以在報(bào)文的開始接收新幀，并且知道何時(shí)報(bào)文結(jié)束。不完整的報(bào)文必須能夠被檢測(cè)到而錯(cuò)誤標(biāo)志必須作為結(jié)果被設(shè)置。CRC校驗(yàn)在RTU 模式包含一個(gè)對(duì)全部報(bào)文內(nèi)容執(zhí)行的，基于循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC - Cyclical RedundancyChecking) 算法的錯(cuò)誤檢驗(yàn)域。CRC 域檢驗(yàn)整個(gè)報(bào)文的內(nèi)容。不管報(bào)文有無奇偶校驗(yàn)，均執(zhí)行此檢驗(yàn)。CRC 包含由兩個(gè)8

4、 位字節(jié)組成的一個(gè)16 位值。CRC 域作為報(bào)文的最后的域附加在報(bào)文之后。計(jì)算后，首先附加低字節(jié)，然后是高字節(jié)。CRC高字節(jié)為報(bào)文發(fā)送的最后一個(gè)子節(jié)。其實(shí)現(xiàn)的C語言程序附后。unsigned CRC16 (unsigned char *puchMsg，unsigned usDataLen ) unsigned char uchCRCHi = 0 xFF ; /* CRC 的高字節(jié)初始化 */unsigned char uchCRCLo = 0 xFF ; /* CRC 的低字節(jié)初始化 */unsigned uIndex ; /* CRC 查詢表索引 */while (usDataLen-) /

5、* 完成整個(gè)報(bào)文緩沖區(qū) */uIndex = uchCRCLo *puchMsgg+ ; uchCRCLo = uchCRCHi auchCRCHiuIndex;uchCRCHi = auchCRCLouIndex;return (uchCRCHi 8 | uchCRCLo);高字節(jié)表static unsigned char auchCRCHi = 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01, 0 xC0,

6、0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1,0 x81, 0 x40, 0 x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1

7、, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40,0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80,0 x41, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01,0 x

8、C0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00,0 xC1, 0 x81, 0 x40,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01,

9、0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1,0 x81, 0 x40, 0 x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00

10、, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0

11、x01,0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81,0 x40 ;低字節(jié)表static char auchCRCLo = 0 x00, 0 xC0, 0 xC1, 0 x01, 0 xC3, 0 x03, 0 x02, 0 xC2, 0 xC6, 0 x06, 0 x07, 0 xC7,0 x05, 0 xC5, 0 xC4,0 x04, 0 xCC, 0 x0C, 0 x0D, 0 xCD,

12、0 x0F, 0 xCF, 0 xCE, 0 x0E, 0 x0A, 0 xCA, 0 xCB,0 x0B, 0 xC9, 0 x09,0 x08, 0 xC8, 0 xD8, 0 x18, 0 x19, 0 xD9, 0 x1B, 0 xDB, 0 xDA, 0 x1A, 0 x1E, 0 xDE,0 xDF, 0 x1F, 0 xDD,0 x1D, 0 x1C, 0 xDC, 0 x14, 0 xD4, 0 xD5, 0 x15, 0 xD7, 0 x17, 0 x16, 0 xD6, 0 xD2,0 x12, 0 x13, 0 xD3,0 x11, 0 xD1, 0 xD0, 0 x10

13、, 0 xF0, 0 x30, 0 x31, 0 xF1, 0 x33, 0 xF3, 0 xF2, 0 x32,0 x36, 0 xF6, 0 xF7,0 x37, 0 xF5, 0 x35, 0 x34, 0 xF4, 0 x3C, 0 xFC, 0 xFD, 0 x3D, 0 xFF, 0 x3F, 0 x3E,0 xFE, 0 xFA, 0 x3A,0 x3B, 0 xFB, 0 x39, 0 xF9, 0 xF8, 0 x38, 0 x28, 0 xE8, 0 xE9, 0 x29, 0 xEB, 0 x2B,0 x2A, 0 xEA, 0 xEE,0 x2E, 0 x2F, 0 x

14、EF, 0 x2D, 0 xED, 0 xEC, 0 x2C, 0 xE4, 0 x24, 0 x25, 0 xE5, 0 x27,0 xE7, 0 xE6, 0 x26,0 x22, 0 xE2, 0 xE3, 0 x23, 0 xE1, 0 x21, 0 x20, 0 xE0, 0 xA0, 0 x60, 0 x61, 0 xA1,0 x63, 0 xA3, 0 xA2,0 x62, 0 x66, 0 xA6, 0 xA7, 0 x67, 0 xA5, 0 x65, 0 x64, 0 xA4, 0 x6C, 0 xAC, 0 xAD,0 x6D, 0 xAF, 0 x6F,0 x6E, 0

15、 xAE, 0 xAA, 0 x6A, 0 x6B, 0 xAB, 0 x69, 0 xA9, 0 xA8, 0 x68, 0 x78, 0 xB8,0 xB9, 0 x79, 0 xBB,0 x7B, 0 x7A, 0 xBA, 0 xBE, 0 x7E, 0 x7F, 0 xBF, 0 x7D, 0 xBD, 0 xBC, 0 x7C, 0 xB4,0 x74, 0 x75, 0 xB5,0 x77, 0 xB7, 0 xB6, 0 x76, 0 x72, 0 xB2, 0 xB3, 0 x73, 0 xB1, 0 x71, 0 x70, 0 xB0,0 x50, 0 x90, 0 x91

16、,0 x51, 0 x93, 0 x53, 0 x52, 0 x92, 0 x96, 0 x56, 0 x57, 0 x97, 0 x55, 0 x95, 0 x94,0 x54, 0 x9C, 0 x5C,0 x5D, 0 x9D, 0 x5F, 0 x9F, 0 x9E, 0 x5E, 0 x5A, 0 x9A, 0 x9B, 0 x5B, 0 x99, 0 x59,0 x58, 0 x98, 0 x88,0 x48, 0 x49, 0 x89, 0 x4B, 0 x8B, 0 x8A, 0 x4A, 0 x4E, 0 x8E, 0 x8F, 0 x4F, 0 x8D,0 x4D, 0 x

17、4C, 0 x8C,0 x44, 0 x84, 0 x85, 0 x45, 0 x87, 0 x47, 0 x46, 0 x86, 0 x82, 0 x42, 0 x43, 0 x83,0 x41, 0 x81, 0 x80,0 x40;三、Modbus事務(wù)處理和功能碼Modbus事務(wù)處理（含異常碼生成）通用Modbus幀Modbus數(shù)據(jù)模型常用功能碼(公共功能碼)使用以下組公共碼1讀線圈讀多個(gè)寄存器5寫單個(gè)線圈16寫多個(gè)寄存器43讀設(shè)備識(shí)別碼1讀線圈在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取線圈的1 至2000 連續(xù)狀態(tài)。請(qǐng)求PDU 詳細(xì)說明了起始地址（高字節(jié)在前，后同），即指定的第一個(gè)線圈地址和線

18、圈編號(hào)，從零開始尋址線圈。線圈數(shù)量（高字節(jié)在前）指示需訪問線圈個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)域每個(gè)比特指示狀態(tài)為1= ON 和0= OFF。第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB（最低有效位）指向起始地址的線圈，其它線圈依次類推，一直到這個(gè)字節(jié)的高位端為止，并在后續(xù)字節(jié)中從低位到高位的順序。如果返回的線圈數(shù)量不是8的倍數(shù)，將用零填充最后數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余比特（一直到字節(jié)的高位端）。(異常碼參照Modbus事務(wù)處理機(jī)制，下同)讀多個(gè)寄存器在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容。請(qǐng)求PDU 說明了起始寄存器地址和寄存器數(shù)量。從零開始尋址寄存器。每個(gè)寄存器有兩字節(jié), 高字節(jié)在前。5寫單個(gè)線圈在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上，使用該功能

19、碼寫單個(gè)輸出為ON 或OFF。請(qǐng)求PDU說明了線圈地址,從零開始尋址線圈。線圈值域的常量說明請(qǐng)求的ON/OFF 狀態(tài)。十六進(jìn)制值0XFF00 請(qǐng)求線圈為ON。十六進(jìn)制值0X0000 請(qǐng)求線圈為OFF。其它所有值均為非法的，并且對(duì)線圈不起作用。16寫多個(gè)寄存器在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼寫連續(xù)寄存器塊(1 至約120 個(gè)寄存器)。在請(qǐng)求數(shù)據(jù)域中說明了請(qǐng)求寫入的值。每個(gè)寄存器將數(shù)據(jù)分成兩字節(jié)(高字節(jié)在前)。43讀設(shè)備識(shí)別碼這個(gè)功能碼允許讀取與遠(yuǎn)程設(shè)備的物理描述和功能描述相關(guān)的識(shí)別碼和附加報(bào)文。將讀設(shè)備識(shí)別碼接口模擬為一個(gè)地址空間，這個(gè)地址空間由一組可尋址數(shù)據(jù)元素組成。數(shù)據(jù)元素是被叫對(duì)象，并且對(duì)象

20、Id 確定這個(gè)數(shù)據(jù)元素。接口由3 種對(duì)象組成：基本設(shè)備識(shí)別碼。所有此種對(duì)象都是必備的：廠商名稱、產(chǎn)品代碼和修訂本號(hào)。正常設(shè)備識(shí)別碼。除基本數(shù)據(jù)對(duì)象以外，設(shè)備提供了附加的和可選擇的識(shí)別碼以及數(shù)據(jù)對(duì)象描述。按標(biāo)準(zhǔn)定義所有種類的對(duì)象，但是這種對(duì)象的執(zhí)行是可選的。擴(kuò)展設(shè)備識(shí)別碼。除正常數(shù)據(jù)對(duì)象以外，設(shè)備提供了附加的和可選的識(shí)別碼以及專用數(shù)據(jù)描述。所有這些數(shù)據(jù)都是與設(shè)備有關(guān)的?？芍贿x設(shè)計(jì)基本設(shè)備識(shí)別碼。MEI類型： 14(0 x0E)功能子碼，強(qiáng)制。ReadDevId: 限制為01,02,03,04含義如下01：請(qǐng)求獲得基本設(shè)備識(shí)別碼（流訪問） 02：請(qǐng)求獲得正常設(shè)備識(shí)別碼（流訪問）03：請(qǐng)求獲得擴(kuò)展設(shè)

21、備識(shí)別碼（流訪問）04：請(qǐng)求獲得特定識(shí)別碼對(duì)象（單個(gè)訪問）對(duì)象Id：一致性等級(jí): 設(shè)備的識(shí)別碼一致性等級(jí)和支持訪問的類型01：基本識(shí)別碼(僅流訪問)02：正常識(shí)別碼(僅流訪問)03：擴(kuò)展識(shí)別碼(僅流訪問)81：基本識(shí)別碼(流訪問和單個(gè)訪問)82：正常識(shí)別碼(流訪問和單個(gè)訪問)83：擴(kuò)展識(shí)別碼(流訪問和單個(gè)訪問)隨后更多：在ReadDevId 碼01、02 或03 (流訪問)的情況下，如果識(shí)別碼數(shù)據(jù)超出單個(gè)響應(yīng)(總256字節(jié))，那么需要幾個(gè)請(qǐng)求/響應(yīng)事務(wù)處理。00:可完整響應(yīng)；FF：需要更多MODBUS事務(wù)處理下一個(gè)對(duì)象Id： 隨后更多=FF，那么請(qǐng)求下一個(gè)對(duì)象id隨后更多=00，那么必須設(shè)置為00 (無用的)對(duì)象號(hào) 在響應(yīng)中返回的對(duì)象id個(gè)數(shù)(對(duì)于單個(gè)訪問，對(duì)象號(hào)碼= 1)對(duì)象id列表第一個(gè)對(duì)象id(流訪問)或請(qǐng)求對(duì)象的識(shí)別碼（單個(gè)訪問）對(duì)象長度 第