Modbus-RTU入门篇

Modbus-RTU

一、数据分析

      两个设备（单片机）通讯，用的是Modbus协议。
      在单片机中拿出一部分内存（RAM）进行两个设备通讯，例如：

说明：

       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