modbusrtu报文格式详细介绍

modbus是一种串行通信协议,是modicon于1979年,为使用可编程逻辑控制器(plc)而发表的。事实上,它已经成为工业领域通信协议标准,并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。
modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。
大多数modbus设备通信通过串口eia-485物理层进行。 对于串行连接,存在两个变种,它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。modbus rtu是一种紧凑的,采用二进制表示数据的方式,modbus ascii是一种人类可读的,冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通讯(serial communication)方式。rtu格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和,而ascii格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为rtu变种的节点不会和设置为ascii变种的节点通信,反之亦然。
modbusrtu的一个报文分析 先声明下我们的目的,我们是要两个设备通讯,用的是modbus协议。上面简单介绍了:“报文”“crc校验”“功能号”。
在单片机中拿出一部分内存(ram)进行两个设备通讯,例如:
数组后面的注释,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”,不要被迷惑。之所以称“线圈”我觉得应该是对于应用的设备,modbus协议是专门针对485总线设备(例plc)开发的。
1、主机对从机写数据操作 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、主机对从机读数据操作 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。
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。
这里两个缩略词以前不知道,但是现在要明白指的是什么,“adu”“pdu”
adu: 应用数据单元
pdu: 协议数据单元
modbusrtu报文格式 所有交换的rtu类型报文(帧),无论上/下行,具有相同的结构:
每帧报文包含4种类型的信息:
从站号 从站号为1字节,取值范围为0~ffh.例外的,如果此值为0,则作为主站的广播信文标识.因此,物理上使用的从站号只能在01h~ffh之间(即1~255之间)。
功能码 功能码为1字节,它被用来选择一个命令(读、写或回答校验是否正确等),有效功能码范围为1~255之间,本手册支持的功能码将在第2章中加以详述。
数据区 数据区为n字节,它包含与功能码相关的一串十六进制数据。

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