modbus的rtu帧格式

### Modbus RTU帧格式详解

#### 请求/响应消息结构

Modbus RTU是一种用于串行通信的协议，其请求和响应消息遵循特定的格式。每条消息由多个字段组成：

- **地址域 (Address Field)**
占1字节，表示目标设备的地址。该地址范围通常是从`0x01`到`0xFF`，其中`0x00`保留给广播命令[^1]。

- **功能码 (Function Code)**
同样占用1字节空间，用来指示执行的操作类型。例如读取寄存器(`03`)、写入单个寄存器(`06`)等功能代码[^2]。

- **数据区 (Data Area)**
长度可变，具体取决于所使用的功能码及其参数需求。对于某些操作可能为空；而对于其他情况，则会包含起始地址、数量或实际的数据值等信息[^3]。

- **错误检测域 (Error Checking Field)**
使用循环冗余校验(CRC)算法计算得到两个字节的结果来确保传输准确性。CRC低位先传，在发送方生成并附加于消息末端，在接收端验证以确认无误后才处理有效负载部分。

#### 报文构建实例

下面给出一个简单的Python函数实现，用于创建标准的Modbus RTU查询报文:

import struct

def create_modbus_request(slave_id, function_code, start_address, quantity):
    # 构建请求体
    request_body = struct.pack('>BBHH', slave_id, function_code, start_address, quantity)

    # 计算CRC校验值
    crc = calculate_crc(request_body)
    
    # 将CRC添加至请求体结尾处
    full_message = request_body + struct.pack('<H', crc)

    return full_message


def calculate_crc(data):
    """Calculate CRC-16 checksum"""
    crc = 0xFFFF
    
    for pos in data:
        crc ^= pos
        
        for _ in range(8):
            if (crc & 1) != 0:
                crc >>= 1
                crc ^= 0xA001
            else:
                crc >>= 1
                
    return crc

此代码片段展示了如何根据指定的目标ID、功能码以及所需访问的寄存器区间构造完整的Modbus RTU请求包，并通过调用辅助方法完成必要的CRC检验值追加工作。