目錄
1.Modbus定義
2.Modbus協定組成
3.協定定義
4.協定定義例子
5.封包定義
6.Modbus-RTU封包簡單分析
7.CRC校驗知識點
8.功能号
9.采用Modbus協定在兩個裝置間建立通訊
10.Modbus封包模型
11.Modbus資料模型
12.Modbus事務處理
13.Modbus請求和響應
内容
1.Modbus定義：
是一種串行通信協定，一開始是為使用PLC(即可程式設計邏輯控制器)裝置通信而發表，已成為工業上通信協定的标準，是工業電 子裝置間常用連接配接方式。
2.Modbus協定組成：
包括RTU、ASCII、TCP三種模式，其中RTU模式(即Modbus-RTU)最常用。
3.協定定義：
所謂協定，就是互相之間的約定。如果不讓别人知道那就是暗号。
4.協定定義例子：
協定： "A" -- “LED滅”
"B" -- "報警"
"C" -- "LED亮"
單片機接收到"A"控制一個LED滅，單片機接收到"B"控制報警，單片機接收到"C"控制一個LED亮。
總結：當收到已定義的協定中對應指令(比如：A、B、C等)時就執行協定中相應的動作。
5.封包定義：
一個封包就是一幀資料，一個資料幀就是一個封包，是指一串完整的指令資料(比如下面的一串資料" 01 16 00 01 00 17 98 04")。
6.Modbus-RTU封包簡單分析：
首先，給出封包如下：
01 16 00 01 00 17 98 04
然後，分别解釋封包中數字的含義：
01 --> 從機位址；16 -->功能号；(00 01) -->資料位址；(00 17) -->資料；(98 04) -->CRC校驗。
接着，總結：
上述封包的大緻意思：把資料 0x0017(十進制:23)寫入1号從機位址 0x0001資料位址。
7.CRC校驗知識點：
7-1.定義：
CRC是循環備援校驗碼，簡稱循環碼，是一種具有檢錯、糾錯能力的校驗碼。
7-2.原理：(為友善了解該原理通過具體執行個體說明，這裡參考百度百科)
假設約定的生成多項式二進制表示為"10011"(共5位)，然後假設要發送資料序列的二進制為"101011"(共6位)，接着在要發送資料的後面加4個0且二進制表示為"1010110000"(共10位)，用已約定好生成多項式二進制(即"10011")去除乘積1010110000(共10位)，按"模2算法"(注意不是直接二進制相除)求得餘數比特序列為"0100"，接着将餘數添加到要發送資料之後得到真正要發送資料的比特流"1010110100"(共10位其中前6位為原始資料後4位為CRC校驗碼)。
上面講的是發送端所做工作流程，下面講接收端。
接收端在接收到帶CRC校驗碼的資料後，如資料在傳輸過程中未出錯将一定能被(和發送端)已約定好的生成多項式(即"10011")整除，如資料在傳輸過程中出錯利用已約定好的生成多項式(即"10011")就不會整除。
7-3.作用：
在資料傳輸過程中可能資料會發生錯誤，CRC校驗檢測接收的資料是否正确。比如主機發出"01 06 00 01 00 17 98 04",那麼從機接收到後要根據"01 06 00 01 00 17"再計算CRC校驗值，從機判斷自己計算出來的CRC校驗是否與接收的CRC校驗(98 04主機計算的)相等，如不相等則說明資料傳輸有錯誤。(了解：即便在最終看來從機是重複計算CRC校驗值但根據CRC校驗内部機制也必須這麼做)
8.功能号：
意義：這裡隻講Modbus-RTU的最常用功能碼，如下：
01(0x01) --> 讀線圈 ；02(0x02) --> 讀離散量輸入；03(0x03) --> 讀保持寄存器；04(0x04) --> 讀輸入寄存器；
05(0x05) --> 寫單個線圈；06(0x06) --> 寫單個寄存器；15(0x0F) --> 寫多個線圈；16(0x10) --> 寫多個寄存器。
總結：上述講到的"線圈"和"寄存器"分别指的是"位bit"和"記憶體大小2個位元組的變量"，後面出現這兩個概念也是同樣意思。
9.采用Modbus協定在兩個裝置間建立通訊：
9-1.首先，目光轉向單片機(以PLC裝置為例)在其中拿出部分記憶體(RAM)進行兩個裝置(即與PC)通訊，例如：
數組後的注釋說明：0X[20] --> 輸出線圈，用功能碼0x01、0x05、0x0F通路，開頭位址是0(這個後面解釋)；
1X[20] --> 輸入線圈，用功能碼0x02通路，開頭位址是1(後面解釋)。
另外兩個同樣道理。
9-2.然後，要實作主機對從機寫資料操作：
如果單片機接收到一個封包那麼就對封包進行解析并執行相應處理。以前面講的封包為例，假設本機位址是1，那麼單片機接 收到這串資料根據已約定好的生成多項式計算CRC校驗判斷資料是否正确，如判斷資料無誤則結果是： HoldDataReg[1]=0x0017;
就這樣，Modbus主機就完成一次對從機資料的寫操作即實作通訊。
接着，要實作主機對從機讀資料操作：
主機進行讀HoldDataReg[1]操作，則封包是："01 03 00 01 00 01 D5 CA"，其中：01 --> 從機位址；03 --> 功能号；
(00 01) --> 讀取資料個數；(D5 CA) --> CRC校驗。
那麼單片機接收到這串資料根據已約定好的生成多項式計算"CRC校驗"判斷資料是否正确，如判斷資料無誤則結果是： 傳回 資訊給主機且傳回資訊的格式為："01 03 02 00 17 F8 4A"，其中01 --> 從機位址；03 --> 功能号；02 --> 資料位元組個數；
(00 17) --> 兩個位元組資料；(F8 4A) --> CRC校驗。
就這樣，Modbus主機就完成一次對從機資料的讀操作即實作通訊。
10.Modbus封包模型：
以上已了解Modbus一幀封包的通訊。且每個封包格式基本一緻。如下圖：
這裡的"ADU"指：應用資料單元；這裡的"PDU"指：協定資料單元。
11.Modbus資料模型
12.Modbus事務處理：
下列狀态圖描述了在伺服器端Modbus事務處理的一般處理過程：
13.Modbus請求和響應：
看Modbus協定手冊(連結：http://www.360doc.com/document/19/0403/08/63055906_826089114.shtml)，中文第10頁開 始。手冊詳細舉例說明了Modbus協定各個功能号的請求和響應。