在介紹Modbus RTU數(shù)據(jù)幀格式之前，首先讓我們先了解一下Modbus的通訊模式。

丨Modbus通訊模式

Modbus協(xié)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(fā)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(fā)送指令，并且從設備之間也不能進行通信。

Modbus協(xié)議通過這些請求、響應指令，實現(xiàn)了主設備對從設備中數(shù)字量或模擬量數(shù)據(jù)的訪問和控制。通常，主設備是人機界面、監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從設備是傳感器、可編程自動化控制器、智能儀器儀表等。

丨Modbus數(shù)據(jù)幀格式

了解Modbus是典型的主-從式通訊方式后，我們再來看Modbus RTU數(shù)據(jù)幀格式。

Modbus RTU數(shù)據(jù)幀是由四部分組成的，他們分別是：設備地址、功能碼、數(shù)據(jù)和校驗。

設備地址占1個字節(jié)，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(jié)，由協(xié)議明確規(guī)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(shù)據(jù)部分0~252字節(jié)，其長度和內(nèi)容由功能碼決定。功能碼不同，數(shù)據(jù)部分的定義不盡相同。

校驗2個字節(jié)，由發(fā)送設備計算，將校驗碼之前的數(shù)據(jù)按照CRC16算法進行計算，生成2個字節(jié)的數(shù)據(jù)，放置于發(fā)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(shù)據(jù)在傳輸過程中出錯。通過數(shù)據(jù)校驗增加了系統(tǒng)的安全與效率。

丨常用功能碼數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)值

Modbus RTU主站設備請求幀格式：

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(tài)。

Modbus RTU主站設備請求幀格式：

2號站設備響應幀格式：

丨數(shù)據(jù)傳輸模式

通過前面的介紹，可以看到Modbus RTU協(xié)議數(shù)據(jù)幀是沒有起始符和結束符，所以兩個數(shù)據(jù)幀之間需要靠時間間隔來區(qū)分。協(xié)議中規(guī)定信息幀發(fā)送至少要有3.5個字符時間的停頓間隔。即在一個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)幀的結束，一個新的數(shù)據(jù)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(nèi)接著前個消息開始，接受的設備將認為它是前一數(shù)據(jù)幀的延續(xù)，這將導致CRC校驗出錯。同時整個數(shù)據(jù)幀必須作為一連續(xù)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(shù)據(jù)幀從而認為存在丟包現(xiàn)象。

那么一個字符是什么呢，他由1個bit起始位，8bit數(shù)據(jù)位，1個bit奇偶校驗位，1個bit停止位組成，在發(fā)送時從起始位開始。

以上就是關于Modbus數(shù)據(jù)幀的一些基礎知識。

審核編輯：湯梓紅