MODBUS通讯协议及编程

MODBU通讯协议及编程ModBus通讯协议分为 RTU协议和ASCII协议，我公司的多种仪表都采用 ModBus RTU 通讯协议，如：YD2000智能电力监测仪、巡检表、数显表、光柱数显表等。

下面就ModBu s RTU协议简要介绍如下：、通讯协议（一）、通讯传送方式：通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。

以下的通讯传送方式定义也与MO DBUS RTU通讯规约相兼容：初始结构= >4字节的时间地址码= 1 字节功能码= 1 字节数据区= N 字节错误校检= 16位CRC码结束结构= >4字节的时间地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。

这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。

并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。

主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

功能码：通讯传送的第二个字节。

ModBus通讯规约定义功能号为1到127。

本仪表只利用其中的一部分功能码。

作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。

作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。

如果从机发送的功能码的最高位为1 （比如功能码大与此同时 127），则表明从机没有响应操作或发送出错。

数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。

数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。

CRC码：二字节的错误检测码。

（二）、通讯规约：当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。

返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。

如果出错就不发送任何信息。

1 •信息帧结构地址码：地址码是信息帧的第一字节（8位），从0到255。

这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。

每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。

当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。

功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。

表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。

数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。

这些信息可以是数值、参考地址等等。

例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。

对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。

错误校验码：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。

有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。

这样增加了系统的安全和效率。

错误校验采用CRC -16校验方法。

注：信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。

2 .错误校验冗余循环码（CRC包含2个字节，即16位二进制。

CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。

接收信息的设备再重新计算接收到信息的CRC码，比较计算得到的 CRC 码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。

CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。

再逐步把每8位数据信息进行处理。

在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。

在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用 0填补最高位。

再检查最低位，如果最低位为1,把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。

这个过程一直重复 8次。

第8次移位后，下一个 8位再与现在寄存器的内容相相异或，这个过程与以上一样重复8次。

当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。

CRC码中的数据发送、接收时低字节在前。

计算CRC码的步骤为：预置16位寄存器为十六进制 FFFF（即全为1）。

称此寄存器为 CRC寄存器；把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器;把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位；如果最低位为0:重复第3步(再次移位);如果最低位为1： CRC寄存器与多项式 A 001( 1010 0000 0000 0001 )进行异或；重复步骤3和4,直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理；最后得到的CRC寄存器即为CRC码。

3 •功能码03,读取点和返回值：仪表采用Modbus RTU通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点(“保持寄存器”)或返回值(“输入寄存器”)的操作。

保持和输入寄存器都是16位(2字节)值，并且高位在前。

这样用于仪表的读取点和返回值都是2字节。

一次最多可读取寄存器数是60。

由于一些可编程控制器不用功能码03,所以功能码03被用作读取点和返回值。

从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。

数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。

4 •功能码06,单点保存主机利用这条命令把单点数据保存到仪表的存储器。

从机也用这个功能码向主机返送信息。

二、编程举例下面是一个用 VC编写的ModBus RTU通讯的例子(一)、通讯口设置DCB dcb;hCom=CreateFile("COM1",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0, NULL);if(hCom==INVALID_HANDLE_VALUE) {MessageBox("createfile error,error");} BOOL error=SetupComm(hCom,1024,1024);if(!error)MessageBox("setupcomm error"); error=GetCommState(hCom,&dcb);if(!error)MessageBox("getcommstate,error");dcb.BaudRate=2400; dcb.ByteSize=8;读取zxnum 个通道数据 通讯故障处理等。

dcb.Parity=EVENPARITY;//NOPARITY; dcb.StopBits=ONESTOPBIT; error=SetCommState(hCom,&dcb); (二)、CRC 校验码计算 UINT crcvoid calccrc(BYTE crcbuf) {BYTE i;crc=crc Acrcbuf; for(i=0;i<8;i++) {BYTE TT; TT=crc &1; crc=crc>>1; crc=crc&0x7fff; if (TT==1) crc=crcA0xa001; crc=crc&0xffff; } }(三) 、数据发送zxaddr=11;// 读取地址为11的巡检表数据 zxnum=10;〃 读取十个通道的数据 writebuf2[0]=zxaddr; writebuf2[1]=3; writebuf2[2]=0; writebuf2[3]=0; writebuf2[4]=0; writebuf2[5]=zx num; crc=0xffff;calccrc(writebuf2[0]); calccrc(writebuf2[1]); calccrc(writebuf2[2]); calccrc(writebuf2[3]); calccrc(writebuf2[4]); calccrc(writebuf2[5]); writebuf2[6]=crc & 0xff; writebuf2[7]=crc/0x100;WriteFile(hCom,writebuf2,8,&comnu m,NULL); (四) 、数据读取ReadFile(hCom,writebuf,5+zx nu m*2,&comn um,NULL);〃 可增加错误处理程序，如地址码错误、CRC 码错误判断、MODBU通讯协议简介一、概述Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。

通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。

它已经成为一通用工业标准。

有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构 , 而不管它们是经过何种网络进行通信的。

它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。

它制定了消息域格局和内容的公共格式。

当在一 Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。

如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus 协议发出。

在其它网络上，包含了 Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。

这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

1、在Modbus网络上转输标准的Modbus 口是使用一 RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。

控制器能直接或经由Modem组网。

控制器通信使用主一从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。

其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。

典型的主设备：主机和可编程仪表。

典型的从设备：可编程控制器。

主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。

如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。

Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。

从设备回应消息也由 Modbus 协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。

如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

2、在其它类型网络上转输在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。

这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。

提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。

在消息位，Modbus协议仍提供了主一从原则，尽管网络通信方法是对等”如果一控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。

同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。