modbus RTU与ASCII模式通讯的对比与选择

# 第一章：Modbus RTU通讯协议概述

Modbus RTU通讯协议是一种常见的串行通讯协议，广泛应用于工业自动化领域，其基本原理、数据帧格式以及优点与局限性对于工程师和开发人员来说都是非常重要的。在本章中，我们将深入探讨Modbus RTU通讯协议的相关内容。

## 1.1 Modbus RTU协议的基本原理

Modbus RTU协议采用主从架构，通过串行通讯实现数据交换。在Modbus RTU通讯中，主站负责发起通讯请求，从站接收请求并返回响应。通讯协议采用简单的读/写寄存器操作来实现数据交换，具有良好的灵活性和通用性。

## 1.2 Modbus RTU通讯协议的数据帧格式

Modbus RTU通讯采用一种紧凑的二进制数据帧格式，包括地址域、功能码、数据域以及CRC校验等部分。数据帧的格式严格规定了通讯的结构，确保了数据的可靠传输。

# Python示例：Modbus RTU数据帧格式示例
device_address = 0x01  # 设备地址
function_code = 0x03  # 功能码，读保持寄存器
starting_address = 0x0000  # 起始地址
quantity = 0x0001  # 寄存器数量

# 构造数据帧
rtu_frame = [
    device_address, function_code, starting_address >> 8, starting_address & 0xFF,
    quantity >> 8, quantity & 0xFF, crc >> 8, crc & 0xFF
]

# 发送数据帧并接收响应
response = send_rtu_frame(rtu_frame)

## 1.3 Modbus RTU通讯协议的优点与局限性

Modbus RTU通讯协议具有通讯速度快、适用于远距离传输、易于实现等优点，但也存在数据帧长度限制、抗干扰能力较弱等局限性。在工业自动化领域的具体应用中，需要综合考虑其优缺点来选择合适的通讯方案。

## 第二章：Modbus ASCII通讯协议概述

### 2.1 Modbus ASCII协议的基本原理

Modbus ASCII通讯协议是Modbus协议的一种变种，采用ASCII码表示数据帧，一般用于对数据传输的可视化监控。其基本原理包括以下几个方面：

- 数据帧编码：Modbus ASCII协议使用可打印的ASCII字符来表示数据帧中的字节，每个字节都用两个ASCII字符来表示，因此数据帧长度是RTU协议的两倍。

- 数据校验：与RTU协议类似，ASCII协议也使用CRC校验来保证数据传输的可靠性。

- 数据传输格式：数据帧以冒号“:”开始，以回车“\r”和换行“\n”结束，使得数据帧可以在可视化界面上方便地观察和调试。

### 2.2 Modbus ASCII通讯协议的数据帧格式

Modbus ASCII通讯协议的数据帧格式如下：

- 地址码：1个字节，表示从机地址。
- 功能码：1个字节，表示寄存器操作类型。
- 寄存器起始地址：2个字节，表示数据起始地址。
- 寄存器数量：2个字节，表示操作寄存器的数量。
- 数据：N个字节，表示要读取或写入的数据。
- CRC校