Modbus-RTU入门篇

2019-04-15 14:02发布

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Modbus-RTU

一、数据分析
       两个设备（单片机）通讯，用的是Modbus协议。
      在单片机中拿出一部分内存（RAM）进行两个设备通讯，例如：
 附件 说明：        OX[20]   代表是输出线圈，用功能码 0x01，0x05，0x0F 访问， 开头地址是 0 （这个后续说明）
       IX[20]    代表是输入线圈，用功能码 0x02 访问，开头地址是 1 （这个后续说明）
另外两个一样的道理。
       注意：所谓的“线圈”“寄存器”就是“位变量”“16位变量”。之所以称“线圈”因为Modbus最初是施耐德公司为其PLC制定的一种通讯协议很自然Modbus协议中的很多术语是和PLC中的术语相关的。
二、报文分析        简单分析一条Modbus-RTU报文，例如：01  06  00 01  00 17  98 04
       01               06                00 01           00 17          98 04
  从机地址        功能号          数据地址          数据         CRC校验
       这一串数据的意思是：把数据 0x0017(十进制23) 写入 1号从机地址 0x0001数据地址。
        一个报文就是一帧数据，一个数据帧就一个报文： 指的是一串完整的指令数据，就像上面的一串数据。
        98 04是它前面的数据（01 06 00 01 00 17）通过一算法（见附录2）计算出来的结果，其实就像是计算累加和那样（就是010600010017加起来的值，它的算法就是加法运算）
1、主机对从机写操作
 如果单片机接收到一个报文那么就对报文进行解析执行相应的处理，如上面报文：
    01                 06                00 01           00 17          98 04
  从机地址        功能号          数据地址          数据         CRC校验

假如本机地址是 1 ，那么单片机接收到这串数据根据数据计算CRC校验判断数据是否正确，如果判断数据无误，则结果是：
       HoldDataReg[1]  =  0x0017;
Modbus主机就完成了一次对从机数据的写操作，实现了通讯。

2、主机对从机读操作
 主机进行读HoldDataReg[1] 操作，则报文是：
    01                 03               00 01              00 01              D5 CA
  从机地址        功能号          数据地址      读取数据个数       CRC校验
       那么单片机接收到这串数据根据数据计算CRC校验判断数据是否正确，如果判断数据无误，则结果是：返回信息给主机，返回的信息也是有格式的：
 返回内容：  
    01             03               02                   0017           F8 4A
   从机地址   功能号     数据字节个数    两个字节数据    CRC校验
Modbus主机就完成了一次对从机数据的读操作，实现了通讯。

三、Modbus报文模型

以上了解到了Modbus的一帧报文是如何通讯的，其实每个报文的格式都基本一样的。
 附件                     
ADU： 应用数据单元
PDU： 协议数据单元

四、Modbus数据模型

 附件 附件 五、Modbus事务处理       下列状态图描述了在服务器侧Modbus事务处理的一般处理过程。
           
 附件
六、Modbus请求与响应
       看Modbus协议手册，中文第 10 页开始，英文第 24 页开始。手册非常详细举例说明了Modbus协议各个功能号的请求与响应。       Modbus任务处理函数（在单片机上实现过程）
 附件        函数中，RcvBuf 为串口接收缓冲区，如果接收了一个报文则，RcvBuf[0] 为从机地址，RcvBuf[0] 为MODBUS功能号。根据功能号做出响应，而具体的操作根据功能号在各自的函数中执行，相当于解析接收到的数据。

附录1：Modbus-RTU功能码
       最常用功能码：
       下面“线圈”“寄存器”其实分别直的就是“位变量”“16位变量”
        01 (0x01)        读线圈
        02 (0x02)        读离散量输入
        03 (0x03)        读保持寄存器
        04(0x04)         读输入寄存器
        05 (0x05)        写单个线圈
        06 (0x06)        写单个寄存器
        15 (0x0F)        写多个线圈
        16 (0x10)        写多个寄存器

    附件
附录2：CRC Generation
附件

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