Modbus通信协议详解与应用

"Modbus是一种广泛应用的工业通信协议，它定义了如何在设备间交换数据。此协议基于主从架构，允许一个主设备（如PC）与最多32个从设备进行通信。通信过程由主站发起，信息帧在RS485/232回路上以字节为单位异步传输，波特率可选2400, 4800, 9600或19200bps。每个数据帧包含地址码、功能码、数据区和CRC错误校验码。地址码范围为1-254，功能码定义了不同的操作，如01H用于读取开关量，03H用于读取寄存器，05H用于设置单个开关量。若接收信息中功能码的最高位为1，表示响应或数据错误。CRC-16校验用于检测数据传输中的错误。" 在Modbus通信协议中，有以下几个关键知识点： 1. **主从架构**：通信网络遵循主从结构，由主站启动通信，从站只能响应主站的请求，不能主动发送信息。 2. **信息帧格式**：每个通信数据包由地址码、功能码、数据区和错误校验码组成。地址码标识接收设备，功能码定义了请求或响应的类型，数据区携带具体的数据，而CRC校验码用于检查数据传输的准确性。 3. **波特率**：支持多种波特率，包括2400, 4800, 9600和19200bps，这决定了数据传输的速度。 4. **功能码**：功能码是通信的核心，例如： - `01H`：读取开关量，用于获取模块的数字输入或输出状态。 - `03H`：读取寄存器，用于读取模拟量或其他寄存器数据，数据以双字节对的形式返回。 - `05H`：设置单个开关量，允许主站改变模块的位存储器状态。 5. **CRC校验**：CRC-16错误校验码是数据帧的一部分，用于检测传输过程中可能发生的错误。它通过计算数据的校验和来验证信息的完整性。 6. **地址范围**：从站地址范围为1到254，这允许连接大量设备到同一网络。 7. **异常响应**：如果从站收到的功能码不正确或超出其能力，它将以功能码最高位为1的响应作为错误指示。 Modbus协议因其简单性和广泛支持，在工业自动化领域被广泛应用，允许不同厂商的设备之间进行有效的通信。理解和掌握这些基础知识对于进行Modbus开发至关重要。