Master-Slave通信模式：深入理解ModBus协议

"ModBus通信协议教程提供了对这种广泛应用的通信协议的详细解读，适合需要理解和使用ModBus协议的人员。教程涵盖了Master和Slave之间的通信机制，以及协议的关键要素，如设备地址、功能码、数据字节和错误检查。" 在工业自动化领域，ModBus通信协议是一种广泛使用的标准，它允许不同设备间的简单、有效的通信。本教程以中文形式详细介绍了这一协议，适合初学者和专业人士参考。 ModBus协议基于主从通信模型，其中一方作为Master，发起通信请求，而另一方作为Slave，响应请求。Master通常是监控系统（如HMI），负责轮询Slave设备（如PLC、电表和仪表）以获取和更新设备状态。由于协议规定，通信中的角色不能互换，保持了通信流程的简洁和有序。 通信过程的核心元素包括： 1. **设备地址**（Device Address）：每个设备在串行网络中都有一个唯一的设备地址，用于标识发送或接收数据的特定设备。在TCP/IP环境中，IP地址可用来区分设备，因此设备地址字段可能被忽略。 2. **功能码**（Function Code）：这是协议中的关键部分，用于指示Slave应执行的操作。不同的功能码对应不同的命令，例如读取寄存器值、写入单个寄存器或读取线圈状态等。 3. **八位数据字节**（Eight-Bit Data Bytes）：根据功能码，这些字节包含具体的数据信息，Slave设备将根据这些信息执行相应的操作。 4. **错误检查**（Error Check）：为了确保数据传输的准确性，协议通常包含错误检查代码，如CRC（循环冗余校验）或LRC（纵向冗余校验）。在串行通信中，这一步骤很重要，而在TCP/IP环境下，由于底层协议已经提供了错误检测，所以ModBus/TCP协议中不需要单独的错误检查字段。 图2-1展示了Master向Slave发送Query Message（请求消息）的过程，Slave解析消息，执行相应操作，然后返回Response Message（响应消息）。设备地址和功能码定义了通信的上下文，而数据字节携带实际的信息。错误检查确保数据在传输过程中未被篡改。 通过学习这个ModBus通信协议教程，读者将能够理解和实现基于ModBus的系统集成，进行有效的设备间通信，从而在工业自动化项目中实现高效的数据交换和设备控制。