掌握Modbus协议：简化通讯基础与RTU模式详解

Modbus通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域的标准通信协议，由Modicon公司在1970年代末推出，用于简化主从设备之间的数据交换。该协议支持两种主要的通讯方式：应答方式和广播方式，适用于RS485或RS232物理接口，具有较高的传输速率（115kbps）和寻址能力。 1. **协议概述**: - Modbus是一种主从架构，一个主站控制多个从站，最多可连接1台主站和32台从站，实际应用中受限于线路和设备性能可能有所不同。 - 协议特性固定，如帧格式、错误处理机制以及执行的功能，不可随意修改；用户可选参数如波特率、校验方式等需保持一致性且在运行期间不能改变。 2. **传输模式**: - Modbus主要采用RTU（Remote Terminal Unit）传输模式，其特点包括1位起始位、8位数据位、0或1位奇偶校验、1或2位停止位，以及使用CRC校验进行错误检测。 3. **帧结构**: - 帧（报文）由从站地址、功能码、数据和校验和组成。例如，一般格式命令帧包含这些元素，而应答帧分为显长度和隐长度两种，分别显示数据长度或通过后续数据来确定。 4. **通讯方式**: - 应答方式下，主站主动发送命令给指定地址的从站，等待响应；广播方式则主站发送给所有从站，不需应答，但只对特定功能有效。 - 05、06、15、16功能码通常与广播方式配合，用于特定目的，如读取或写入多个设备的数据。 5. **地址字段**: - 从站地址字段标识接收报文的设备，地址值范围从1到247，若地址为0，则表示广播给所有从站。 Modbus协议简化了工业设备间的通信过程，提供了标准化的交互模式，适用于各种自动化控制系统的数据采集和设备控制，对于工业4.0和物联网领域有着重要的应用价值。掌握这一协议对于设计、实施和维护工业自动化系统至关重要。