利用Arduino模拟ModbusRTU协议通信

# 1. ModbusRTU协议简介

ModbusRTU协议作为一种常用的串行通信协议，在工业自动化领域有着广泛的应用。本章将介绍ModbusRTU协议的基本概念、通信规范以及与其他通信协议的对比，帮助读者更好地了解ModbusRTU协议的特点和优势。

# 2. Arduino与ModbusRTU通信基础

Arduino作为一款开源硬件平台，广泛用于物联网、嵌入式系统等领域，具有价格低廉、易学易用的特点，与ModbusRTU通信协议结合可以实现对各种设备的控制与监测。本章将介绍Arduino与ModbusRTU通信的基础知识，包括Arduino的简介、Arduino与串口通信、ModbusRTU在Arduino上的应用场景。让我们一起深入了解吧！

# 3. ModbusRTU通信原理与数据格式

ModbusRTU通信是一种常见的串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域。了解ModbusRTU通信的原理和数据格式对于实现相关功能至关重要。

#### 3.1 ModbusRTU帧结构解析

ModbusRTU帧结构包括起始符、地址域、功能码、数据域、CRC校验等部分。其中，起始符是冒号“:”，地址域表示从站地址，功能码定义了主从站之间的通信功能，数据域包含了具体的数据信息，CRC校验用于数据的完整性验证。

#### 3.2 ModbusRTU通信数据编码规则

在ModbusRTU通信中，数据以二进制形式传输，通常采用ASCII码或RTU格式。ASCII码需要两个ASCII码字符表示一个字节的数据，而RTU格式则直接传输二进制数据，效率更高。

#### 3.3 示例分析：ModbusRTU通信数据的读写过程

下面通过一个简单的示例来说明ModbusRTU通信的读写过程：

**场景：** 主站向从站发送读取数据的命令，并接收从站返回的数据。

**代码实现：**

# 模拟ModbusRTU的读取数据过程
from modbus_rtu import ModbusRTU, READ_HOLDING_REGISTERS

# 创建ModbusRTU对象
modbus = ModbusRTU()

# 从站地址
slave_address = 1

# 读取起始寄存器地址
start_address = 0

# 读取寄存器数量
register_count = 5

# 发送读取数据命令到从站
response = modbus.send_request(slave_address, READ_HOLDING_REGISTERS, start_address, register_count)

# 解析从站返回的数据
if response:
    data = response.registers
    print(f"从站返回的数据：{data}")
else:
    print("读取数据失败！")

**代码总结：** 上述代码通过模拟ModbusRTU通信的读取数据过程，展示了主站向从站发送读取数据命令的过程，并解析了从站返回的数据。

**结果说