Modbus协议详解：功能码与通信框架

"《鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇（第四版）》介绍了公共功能码定义在Modbus协议中的应用，详细解析了功能码01（读线圈）的操作，以及Modbus协议的基础知识和通信栈结构。" 在Modbus协议中，公共功能码定义了一组特定的操作指令，用于设备间的通信。其中，功能码01（0x01）用于读取远程设备中的线圈状态。线圈是Modbus协议中用来表示设备状态的逻辑单元，可以理解为开/关状态。当使用功能码01时，请求PDU（协议数据单元）需要包含功能码、起始地址和线圈数量。起始地址指定要读取的第一个线圈，线圈数量最大为2000个。 响应PDU会携带同样数量的线圈状态，每个字节的低比特位对应请求中的一个线圈。状态1表示线圈开启（ON），0表示关闭（OFF）。如果返回的线圈数量不是8的倍数，剩余的字节高位会被填充为0。字节数量域表示实际返回的数据字节数。 Modbus协议是一种应用层报文传输协议，遵循OSI模型的第7层，常用于工业设备的客户机/服务器通信。它支持多种通信媒介，如以太网上的TCP/IP、异步串行传输、MODBUSPLUS网络等。MODBUS协议基于请求/应答机制，通过功能码定义服务，例如读输入离散量（02）、写单个线圈（05）等。每个功能码都有其特定的用途和响应格式。 MODBUS通信栈包括MODBUS应用层、TCP/IP或其他物理层协议，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-485。这种架构使得MODBUS协议能够在不同类型的网络和设备间进行数据交换。图2展示了MODBUS通信的实例，包括PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）、I/O设备和网关等之间的交互。 总结来说，Modbus协议通过公共功能码如01（读线圈）提供了标准化的方法来访问和控制远程设备的状态，广泛应用于工业自动化领域，支持多种通信模式和网络结构。了解和熟练掌握这些功能码的使用对于进行有效的设备通信至关重要。