Modbus软件开发实战指南 之 开发自己的Modbus Poll工具 - 3
Modbus-RTU
在单片机中拿出一部分内存(RAM)进行两个设备通讯,例如:
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。
ADU: 应用数据单元
PDU: 协议数据单元
四、Modbus数据模型
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。
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)
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
附录2:CRC Generation
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