详解MODBUS协议：功能码与485串口通信

MODBUS协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，最初由Modicon在1979年推出，目的是为了简化可编程逻辑控制器（PLC）的通信。其核心优势在于其公开透明、易于部署以及对硬件改动的灵活性，使得多个设备能够在一个网络中协同工作，比如监控环境参数的装置与SCADA系统中的监控计算机和RTU设备之间的通信。 该协议主要通过两种变体实现串行通信：Modbus RTU（Reduced Transmission Unit）和Modbus ASCII。RTU使用二进制编码，传输效率高，具有循环冗余校验(CRC)；而ASCII版本则更加人性化，但数据包较长，采用纵向冗余校验(LRC)，但两者不兼容，只能在同一模式下通信。对于基于TCP/IP的连接，如以太网，有Modbus/TCP的不同版本，它们在数据模型和功能调用层面保持一致，只是封装方式不同。 值得一提的是，MODBUS还有其扩展版本——Modbus Plus（MB+），这是Modicon的专有协议，支持1Mbit/s的高速通信，要求专用的处理器来处理HDLC协议的逻辑，如使用双绞线并配备转换隔离装置。这种协议通常通过支持ISA、PCI或PCMCIA总线的特殊接口卡与计算机连接，采用转换/边缘触发而非电压/水平触发的机制。 MODBUS协议采用主/从结构，其中一节点作为主设备（Master），负责控制和发起通信，而其他节点作为从设备（Slave），响应主设备的请求。这种设计简化了网络管理，提高了效率。由于其通用性和实用性，MODBUS已经成为工业自动化设备间通信的基石，广泛应用于各种自动化控制、设备监控和远程数据采集场景。