详解ModBus RTU协议与仪表编程应用

MODBUS通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信标准，它允许设备之间进行数据交换，尤其在监控和控制应用中扮演着核心角色。本文主要关注的是MODBUS RTU协议，它是MODBUS协议的一个子集，以其高效和可靠性闻名，常见于如CH2000智能电力监测仪、CH2000M电力参数采集模块等设备。 一、通讯协议概述 1. 通讯模式：MODBUS RTU协议采用串行通信，其基本结构包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位和冗余循环码(CRC)错误检测。每个数据包至少由4个字节的时间戳、1字节的地址码、1字节的功能码、可变长度的数据区和16位CRC码组成。地址码用于识别特定的从设备，功能码指示设备执行的操作类型，数据区包含操作所需的具体信息，而CRC码用于验证数据传输的准确性。 2. 地址和功能码：地址码是通信中的关键元素，每个从设备都有唯一的地址，范围为0-255。功能码由127个代码组成，用于指示主机向从机发送的命令类型，如读取、写入、确认等。如果从机未正确响应，其发送的功能码最高位为1。 3. 数据帧结构：一个完整的信息帧由地址码、功能码、数据区和CRC码组成，总长度是固定或可变的，具体取决于数据区的长度。从机接收到命令后，会检查地址码匹配性，无误后执行相应操作，并返回带有确认信息的响应。 二、通讯规约流程 当主机发送通讯命令时，设备根据地址码解析命令，执行任务，然后将处理结果（包括新的地址码、功能码、数据和CRC码）发送回主机。如果执行过程中出现错误，从机不会发送任何信息，确保了数据传输的可靠性和一致性。 MODBUS RTU协议是工业自动化设备间通讯的重要桥梁，它的设计使得设备能够灵活地交换数据，对于实现设备间的远程监控、故障诊断和维护具有重要作用。在实际编程中，理解并掌握MODBUS RTU协议的细节，是确保设备间通信顺利进行的关键。