Modbus主从协议解析及FPGA实现

"Modbus主站/从站协议原理-fpga数字系统设计实例（带书签版本）" Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它基于主从架构，允许不同设备之间的数据交换。该协议定义了如何在串行链路和TCP/IP网络上进行数据传输，具有简单、高效的特点。 在Modbus协议中，通信总是由主节点（Master）发起，它可以是单播模式或广播模式。在单播模式下，主节点向具有唯一地址的从节点（Slave）发送请求，从节点接收并处理请求后，返回一个响应报文。每个从节点的地址范围为1到247，确保了它们可以被独立寻址。而在广播模式下，主节点向所有从节点发送请求，通常用于写命令，从节点接收到广播请求后执行相应的操作，但不返回响应。 Modbus串行链路协议依赖于TIA/EIA-232-F和485-A标准，这些标准定义了物理层的电气特性，适用于RS485等多点通信系统。在串行链路上，主从交互通过请求和应答报文进行，报文包含了地址、功能码、数据和校验码等信息。 当Modbus应用于TCP/IP网络时，它遵循了IETF的RFC793（TCP）和RFC791（IP）标准，将Modbus应用层协议映射到TCP/IP模型中。这种方式扩展了Modbus的应用范围，使其能够在以太网等局域网环境中工作，增强了设备间的远程通信能力。 Modbus协议规范分为三个部分：第一部分描述了事务处理机制；第二部分提供了在TCP/IP上实现Modbus应用层的指南；第三部分则关注于串行链路上的Modbus实现。这种划分有利于开发者理解和实现不同环境下的Modbus通信。 MODBUS协议在OSI模型的第7层（应用层）运行，它支持客户机/服务器（Client/Server）通信模式，允许不同设备通过标准接口进行数据交换。自1979年以来，Modbus已经成为工业串行链路的标准，并且随着TCP/IP的支持，其应用范围进一步扩大。 Modbus协议是工业自动化系统中的关键通信协议，它定义了主从结构下的数据交换规则，既适用于传统的串行链路，也适应了现代的TCP/IP网络环境。理解和掌握Modbus协议原理对于设计和实现基于FPGA的数字系统至关重要，因为这能确保设备之间的有效通信，提高系统的互操作性和可靠性。