modbus串口概念

### Modbus 串口通信基本概念

#### RTU 和 ASCII 协议模式

Modbus 支持两种主要的串行通信模式：RTU (Remote Terminal Unit) 和 ASCII (American Standard Code for Information Interchange)[^1]。

- **RTU 模式**

RTU 是一种紧凑的二进制表示方法，具有较高的数据密度。消息帧由地址域、功能码域、数据域以及错误检测域组成。该模式下，字符之间无间隔时间限制，但两个帧之间的停顿时间应超过3.5个字符时间以区分不同帧。这种高效的数据传输方式适用于更高速率的应用场景。

- **ASCII 模式**

ASCII 使用文本字符来编码所有的请求和响应报文。每一字节被转换成一对ASCII十六进制字符发送，在每条命令前后加上冒号(:)开头及回车换行符(CR/LF)结尾，并采用LRC校验算法确保数据完整性。由于其冗余度较高，适合低速或噪声环境下的稳定通信需求。

#### 数据链路层特性

无论是哪种模式，都遵循主从架构——只有一个主设备可以发起查询操作；而多个从属节点等待接收指令并作出回应。当主机发出一条完整的询问信息给特定地址的目标后，只有匹配到相应ID编号的那个远程终端会做出反应，其余保持静默状态直到下一个轮询周期到来。

# Python 示例代码展示如何构建一个简单的 Modbus RTU 请求包
def build_modbus_rtu_request(slave_id, function_code, start_address, quantity):
    request = bytearray()
    # 添加从机地址
    request.append(slave_id)
    # 添加功能码
    request.append(function_code)
    # 添加起始寄存器地址（高位在前）
    request.extend([(start_address >> 8), (start_address & 0xFF)])
    # 添加读取数量（高位在前）
    request.extend([(quantity >> 8), (quantity & 0xFF)])

    # CRC 计算省略...
    
    return request