MODBUS协议详解与应用实例

"MODBUS数据模型-fpga数字系统设计实例（带书签版本）" MODBUS是一种广泛应用的工业通信协议，常用于串行链路和TCP/IP网络上的设备间通信。MODBUS数据模型基于四个基本表格，分别是离散量输入、线圈、输入寄存器和保持寄存器，它们分别代表不同类型的I/O数据和访问权限。 1. **离散量输入**: 这是只读的数据类型，表示单个比特，由I/O系统提供，通常用于状态监控，例如开关的状态。 2. **线圈**: 线圈也是单个比特的数据，但支持读写操作，应用程序可以直接改变其状态，用于控制输出设备的开/关。 3. **输入寄存器**: 是16位字的只读数据，通常包含传感器读数或其他设备的实时数据，由I/O系统提供。 4. **保持寄存器**: 同样为16位字，但支持读写，由应用程序更改，常用于存储配置参数或过程变量。 MODBUS协议允许对这四种表格中的任意一个选择65536个数据项进行单独操作，并且可以进行连续数据项的批量读写，操作数量受限于特定的事务处理功能码。数据存储在设备的应用存储器中，但逻辑地址（MODBUS索引）并不直接对应物理地址，只需确保数据引用与物理地址之间的映射正确。 在MODBUS实现中，每个设备可以根据其应用需求构建独特数据结构。例如，一个设备可能有四个独立的数据块，每个块对应不同的MODBUS功能码，分别处理数字量和模拟量的输入输出。这样的设计使得不同块的数据可以相互独立，通过特定的MODBUS命令进行访问。 MODBUS标准分为三部分：协议规范、在TCP/IP上的实现指南和在串行链路上的实现指南。第一部分定义了MODBUS事务处理，第二部分指导如何在TCP/IP网络上实现MODBUS应用层，第三部分则针对串行链路的实现给出指导。MODBUS协议适用于OSI模型的第7层，提供客户机/服务器通信，并且在TCP/IP网络上使用端口502进行交互。 MODBUS的广泛应用源于其简单性和兼容性，自1979年以来，已经成为工业自动化设备的标准通信协议，允许不同厂商的设备在同一网络中无缝协作。随着TCP/IP的支持，MODBUS的网络能力进一步增强，使其成为跨平台通信的可靠选择。