MODBUS RTU通讯协议详解

"本文介绍了MODBUS RTU通讯协议的详细内容，包括通讯接口标准、通讯协议模式、通信格式约定以及RTU帧的结构和CRC校验的实现步骤。" MODBUS RTU是一种广泛应用于工业自动化领域的通讯协议，它基于RS-232和RS-485电气标准，提供可靠的点对多点通信。RTU（Remote Terminal Unit）模式是MODBUS协议的一种，适合于长距离、低数据速率的通讯环境。 在MODBUS RTU中，通信速率可选择300到9600波特不等，以适应不同的传输需求。数据格式遵循11位的字符格式，包括1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位（可选），以及1或2个停止位，具体取决于是否使用奇偶校验。 RTU帧结构由以下几个部分组成： 1. **初始结构**: 至少4字节的时间间隔，用于确保帧的开始。 2. **地址码**: 1字节，用于标识接收方设备，范围是0到255，但实际从设备地址范围限制在1到247之间。 3. **功能码**: 1字节，指示从设备应执行的操作，范围从1到127，每个功能码对应一个特定的操作。 4. **数据区**: 变化的字节数，根据功能码的不同，数据区可以包含实际的数值、寄存器地址或状态设置。 5. **错误校验**: 使用16位CRC（Cyclic Redundancy Check）码，确保数据在传输过程中未被篡改。 6. **结束结构**: 至少4字节的时间间隔，用于标记帧的结束。 CRC校验的计算过程如下： 1. 初始化CRC寄存器为全1（16进制FFFFH）。 2. 将8位数据与CRC寄存器的低8位进行异或操作，结果回写到CRC寄存器。 3. CRC寄存器右移一位，用0填充最高位。 4. 如果移出位为0，重复步骤3；若为1，将CRC寄存器与多项式A001H异或。 5. 对所有8位数据重复步骤3和4。 6. 结果中的CRC寄存器内容即为CRC校验码，附在数据帧末尾以验证数据完整性。 MODBUS RTU协议通过定义严谨的帧结构和校验机制，确保了在工业设备间进行高效且可靠的通信。这种协议对于理解和实现工业自动化系统中的数据交换至关重要。