在介紹Modbus RTU數據幀格式之前，首先讓我們先了解一下Modbus的通訊模式。

Modbus通訊模式

Modbus協議是典型的主-從通訊結構，鏈路中只能有一臺主設備，可以有多臺從設備。主設備向從設備發送請求指令，從設備對該指令進行響應。從設備不能主動向主設備發送指令，并且從設備之間也不能進行通信。

Modbus協議通過這些請求、響應指令，實現了主設備對從設備中數字量或模擬量數據的訪問和控制。通常，主設備是人機界面、監控或數據采集系統，從設備是傳感器、可編程自動化控制器、智能儀器儀表等。

Modbus數據幀格式

知道了Modbus是典型的主-從式通訊方式后，我們再來看Modbus RTU數據幀格式。

Modbus RTU數據幀由四部分組成，設備地址，功能碼，數據和校驗。

設備地址占1個字節，范圍是0~255之間。0是廣播地址，1~247是從站設備地址，248~255保留不用。

功能碼占1個字節，由協議明確規定，表中列出了一些常用的功能碼。譬如03功能碼是讀保持寄存器，16功能碼是寫多個寄存器。

數據部分0~252字節，其長度和內容由功能碼決定。功能碼不同，數據部分的定義不盡相同。

校驗2個字節，由發送設備計算，將校驗碼之前的數據按照CRC16算法進行計算，生成2個字節的數據，放置于發送信息的尾部。接受信息的設備再重新計算接收到的信息的CRC碼，比較計算得到的CRC碼是否與接收到的相符，如果不相符，則表明數據在傳輸過程中出錯。通過數據校驗增加了系統的安全與效率。

常用功能碼數據幀格式

1)? 功能碼-0x04(讀輸入寄存器)

舉例：讀取2號站，30008~30009 2個輸入寄存器的數值。

Modbus RTU主站設備請求幀格式：

2號站設備響應幀格式：

2)? 功能碼-0x10(寫多個寄存器)

舉例：向2號站，40002~40003 2個保持寄存器分別寫入0x000A,0x0102數值

Modbus RTU主站設備請求幀格式[點擊下圖可放大查看]：

2號站設備響應幀格式：

3)? 功能碼-0x02(讀離散量輸入)

舉例：讀取2號站，10197~10218 22個離散量的狀態。

Modbus RTU主站設備請求幀格式：

2號站設備響應幀格式：

數據傳輸模式

通過前面的介紹，可以看到Modbus RTU協議數據幀是沒有起始符和結束符，所以兩個數據幀之間需要靠時間間隔來區分。協議中規定信息幀發送至少要有3.5個字符時間的停頓間隔。即在一個數據幀的最后一個字符傳輸完成之后，需要至少3.5個字符時間的停頓標定數據幀的結束，一個新的數據幀可在此停頓之后開始。如果一個新消息在小于3.5個字符時間內接著前個消息開始，接受的設備將認為它是前一數據幀的延續，這將導致CRC校驗出錯。同時整個數據幀必須作為一連續的流傳輸。如果在幀完成之前有超過1.5字符時間的停頓時間，接受設備將刷新不完整的數據幀從而認為存在丟包現象。

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那么一個字符是什么呢，他由1個bit起始位，8bit數據位，1個bit奇偶校驗位，1個bit停止位組成，在發送時從起始位開始。

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審核編輯：湯梓紅