Modbus通讯协议详解：RTU模式与帧格式

"modbus通信协议简介" Modbus通信协议是一种广泛应用的工业标准协议，它主要用于设备间的通信，尤其是PLC（可编程逻辑控制器）和仪表之间的数据交换。该协议基于主从架构，由主站发起请求，从站响应。协议采用异步串行通信方式，支持RS485和RS232两种物理层标准，允许传输速率高达115kbps，并可连接一个主站和最多247个从站，但实际应用中受限于硬件，通常不超过32个从站。 Modbus协议的核心特性是其固定不变的部分，包括帧格式、帧顺序、错误处理和功能定义，这些都具有严格的规范，不能随意修改。而如波特率、字符校验、停止位等参数则可以根据用户需求进行选择，但所有参与通信的设备必须保持一致，且在运行过程中不可更改。 协议的传输模式为RTU（Remote Terminal Unit），这是一种数据编码方式，其特性如下： - 编码系统：十六进制 - 起始位：1位 - 数据位：8位 - 奇偶校验位：0或1位 - 每个字符的位数：不适用，因为RTU不使用字符概念，而是以连续的二进制数据传输 - 停止位：1或2位 - 校验和：使用CRC（循环冗余校验）进行数据完整性验证 Modbus协议的帧结构分为RTU帧，包含从站地址、功能码、数据和校验和等部分。其中，从站地址用于指定命令的目标设备，功能码定义了要执行的操作，数据字段携带具体操作所需的信息，校验和则用于检测传输过程中的错误。 通信方式主要有两种：应答方式和广播方式。应答方式中，主站向特定从站发送命令，从站执行命令并返回结果。广播方式则是主站向所有从站发送命令，无需从站回应，但从站会执行命令。值得注意的是，只有特定的功能码（05、06、15、16）在广播模式下有效。 Modbus帧包括命令帧（询问帧）和应答帧，命令帧是固定格式，而应答帧可以是显长度或隐长度。在应答帧中，数据长度字段在显长度帧中存在，而在隐长度帧中则通过功能码和数据字段推断。 Modbus协议提供了一种简单且有效的设备间通信机制，尤其适合在工业自动化环境中实现设备间的互操作性。通过理解和掌握Modbus协议，工程师能够更有效地设计和实施控制系统，确保系统的稳定和高效运行。