MODBUS协议详解：功能代码与寄存器操作指南

MODBUS协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信标准，它主要用于设备间的通信，如PLC（可编程逻辑控制器）与各种监控设备之间的数据交换。该协议的核心是基于ASCII、RTU（远程终端单元）或TCP/IP协议的通信机制，支持点对点的数据传输。 在MODBUS协议中，功能码是关键组成部分，用于指示执行的操作类型。功能码分为位操作和字操作两大类。位操作包括读线圈状态（01），读开关输入状态（02），写单个线圈（06），以及写多个线圈（15）。这些功能码适用于处理PLC中的数字输入/输出（DI/DO）信号，例如电磁阀输出、MOSFET驱动、LED显示等，它们允许通过位操作来控制和读取设备状态。 字操作涉及两个字节，主要包括读保持寄存器（03）、写单个保持寄存器（06）以及写多个保持寄存器（16）。保持寄存器用于存储控制器运行期间需要保持不变的参数，如模拟量输出设置值、PID控制参数或AD转换频率，这些参数通常可以进行读取和修改。 在MODBUS协议中，寄存器信息地址（PLC地址）是设备内部地址的映射，用于标识存储在PLC中的数据区域。不同的功能码对应不同的地址范围，例如： - 线圈状态（DO）：地址范围00001-09999，功能码01、05、15，可读写。 - 开关输入状态（DI）：地址范围10001-19999，功能码02，仅可读。 - 保持寄存器（AO/HR）：地址范围40001-49999，功能码03、06、16，可读写。 - 输入寄存器（IR）：地址范围30001-39999，功能码04，可读。 值得注意的是，模拟量输入/输出（AI/AO）在MODBUS中通常与专用的功能码和地址范围关联，例如AI可能对应专门的地址段，用于接收来自外部设备的模拟量数据。 总结来说，MODBUS协议提供了一套统一的通信规则，使得不同制造商的设备能够相互通信，实现数据共享和控制。理解并掌握这些功能码和地址分配是运用MODBUS进行设备集成和维护的关键。