Modbus通讯协议详解：读线圈与保持寄存器

"Modbus是一种广泛使用的工业通讯协议，它定义了设备如何通过串行连接交换数据。本文主要探讨了Modbus通讯协议的ASCII格式，包括其基本结构、命令码和数据传输过程。" 在Modbus通讯协议中，ASCII（美国标准代码交换信息）格式是一种常见的数据传输方式，尤其适用于远程通信或低速网络。该格式以可读性强的字符形式传递数据，以确保在不稳定的通信环境中能有效传输。以下是对标题和描述中提到的知识点的详细解释： 1. **STX（Start of Text）**：在ASCII格式中，STX字符（十进制34，十六进制3AH）用于标记一个消息的开始。它是数据帧的首字符，表明接下来的数据属于Modbus协议。 2. **ADDRESS**：这是8位的设备地址，用于指定接收信息的目标设备。地址范围从00（广播，即消息发给所有设备）到250（单个设备地址），其中01至250代表特定的变频器或其他Modbus设备。 3. **FUNC**：8位命令码，定义了请求或响应的操作类型。例如： - **01** 读线圈状态：用于获取设备中线圈的开/关状态。 - **03** 读保持寄存器：用于读取设备中的保持寄存器值，这些寄存器通常存储配置或状态数据。 4. **DataH, DataL**：数据字段的高位和低位，根据命令码的不同，可能包含要读取或写入的寄存器地址和数量。 5. **LRC（Longitudinal Redundancy Check）**：一种简单的错误校验机制，通过计算消息中的所有ASCII字符的异或值来生成，确保数据传输的准确性。 6. **END**：消息结束标志，通常由CR（Carriage Return，十进制13，十六进制0DH）和LF（Line Feed，十进制10，十六进制0AH）组成，表示消息的结束。 当上位机（如PC或控制器）向变频器发送读线圈状态的请求时，格式如下： `:` + `ADDRESS` + `01` + `ADDRH` + `ADDRL` + `NUMH` + `NUML` + `LRC` + `0D` + `0A` 例如，要读取地址0005的第0001个线圈，上位机会发送`":010100050001F90D0A"`（16进制）的ASCII码数据。 收到正确响应时，变频器会返回类似`":0101BYTECOUNTDATA1DATA2...LLRC0D0A"`的格式，其中`BYTECOUNT`是返回数据的字节数，`DATA`是实际数据，而`LRC`则是计算后的校验值。 如果发生错误，变频器会返回错误代码，例如`0X8101`、`0X8102`等，后面跟上LRC，然后是`0D0A`。 读保持寄存器的请求和响应与读线圈类似，只是命令码为03，数据部分包含要读取的寄存器地址和数量。正确响应的`BYTECOUNT`通常是2乘以`NUM`，因为每个保持寄存器占用2个字节。 Modbus ASCII协议提供了一种简单而有效的设备间通信方式，使得各种工业设备可以共享信息并进行控制。理解和掌握这种协议对于设备集成和自动化系统的开发至关重要。