MODBUS协议详解：通信规格与功能代码解读

MODBUS协议是一套广泛应用于工业自动化领域的通信标准，它定义了设备间的通信规则，使得监控和控制设备能进行数据交换。此份指南书详细地阐述了MODBUS协议的各个方面，从通信规格到具体功能码的解释，对于理解和实施该协议至关重要。 1. **通信规格**： MODBUS协议最初由Modicon公司提出，适用于串行和并行接口，后来发展出MODBUS TCP/IP版本，以适应网络环境。其核心规定了数据帧的结构，包括起始字符、功能码、寄存器地址和数据等内容。对于串行通信，它使用ASCII或RTU（远程终端单元）编码方式。 2. **协议层**： MODBUS协议属于应用层，位于TCP/IP模型的最上层，与数据链路层的硬件接口无关。协议规定了如何在不同设备间传输功能码请求和响应，确保数据的一致性和可靠性。 3. **数据编码**： 数据编码方式对数据的准确传输至关重要。在MODBUS中，ASCII编码用于串行通信，每个字符代表一个比特；RTU编码则采用无间隙的二进制数据，提高了传输效率，但需要解析和同步机制。 4. **MODBUS数据模型**： 数据模型包括两种主要类型：位（coils）和寄存器（registers）。位模型用于表示开关状态，而寄存器模型则用于存储模拟量数据。这些数据通过功能码进行读写操作。 5. **地址模型**： MODBUS使用从设备地址和功能码来唯一标识一次通信。从设备地址范围通常为1-247，特殊地址0和248-255有特定用途，如广播和保留。 6. **功能码类别**： 功能码分为公共函数码和私有扩展功能码。前16个功能码（0x01-0x10）为公共代码，如读取输入/输出寄存器、写入单个寄存器等。私有扩展功能码用于特定设备的自定义功能。 7. **举例与示例**： 指南详细列出了各个功能码的使用场景和示例，如读取（0x01-0x04）和写入（0x05-0x06）操作，以及诊断（0x08）和事件日志获取（0x0B, 0x0C）功能。这些帮助用户理解如何正确使用这些功能以实现设备管理。 总结来说，这份MODBUS协议指导书是理解和实现MODBUS通信的基础文档，涵盖了协议的架构、数据处理方式、地址管理和常用功能代码，为工业自动化设备的互操作性提供了清晰的指南。无论是设计系统集成还是进行设备维护，掌握MODBUS协议都是至关重要的一步。