ModBus RTU通讯协议详解

"modbus通讯协议，RTU协议，ASCII协议，单片机，通信传送方式，CRC校验，通讯规约，数据区" Modbus通讯协议是一种广泛应用的工业通信协议，它结合了物理层和网络层，使得设备间的数据交换变得简单且高效，尤其适合在单片机和嵌入式系统中使用。该协议有两个主要的变体：RTU（Remote Terminal Unit）协议和ASCII（American Standard Code for Information Interchange）协议。在本文中，我们将主要关注RTU协议，因为它是许多工业仪表和设备的首选。 Modbus RTU通讯协议的特点在于其紧凑且可靠的帧结构。通讯传输的每个数据包由以下几个部分组成： 1. 起始位：1位的起始标识，用于标记信息帧的开始。 2. 数据位：8位的数据位，携带实际的信息。 3. 奇偶校验位：1位，采用偶校验，用于检查数据传输过程中是否出现错误。 4. 停止位：1位，用于分隔数据帧。 5. 错误校检：使用CRC（Cyclic Redundancy Check）16位校验码，确保数据的完整性和准确性。 在Modbus RTU协议中，信息帧的结构如下： - 初始结构：至少4字节的空闲时间，用于设备识别帧的开始。 - 地址码：1字节，指示目标设备的唯一地址，范围从0到255。 - 功能码：1字节，定义设备需要执行的操作，范围从1到127，其中高位为1表示错误响应。 - 数据区：根据功能码的不同，可包含0到252字节的实际数据，如数值、设定点或地址。 - CRC码：16位的错误检测码，用于验证数据的正确性。 - 结束结构：至少4字节的空闲时间，用于设备识别帧的结束。 在通讯规约中，当主机发送一个命令给设备时，设备会检查地址码，如果匹配，设备将读取信息并执行对应的功能码指定的任务。完成后，设备会将执行结果以同样的格式回传给主机，包括地址码、功能码、数据和CRC码。如果在传输过程中发现错误，设备将不返回任何信息。 这种协议的高效性和简单性使得Modbus成为自动化系统中广泛使用的通讯标准。例如，YD2000智能电力监测仪、巡检表、数显表和光柱数显表等仪表通常采用Modbus RTU协议进行数据交换，便于与其他系统集成和监控。理解并掌握Modbus RTU协议对于进行工业设备间的通信设计和故障排查至关重要。