为什么Modbus RTU请求间隔不能为1ms

Modbus RTU协议的请求间隔不能设置为1毫秒（ms），主要原因与协议的时间间隔规范、数据帧的传输机制以及物理层限制密切相关。以下是具体分析：

1. 协议规范的时间间隔要求

•帧间隔限制：Modbus RTU要求两个连续帧之间的间隔必须至少为3.5个字符时间，否则接收端会将连续的数据流视为同一帧，导致解析错误。

•字符间隔限制：同一帧内的两个字节之间的时间间隔不能超过1.5个字符时间，否则接收端会认为帧传输中断，丢弃当前帧。

若请求间隔设置为1ms，需结合具体波特率计算字符时间：

•每个字符包含11位（1起始位 + 8数据位 + 1停止位）。

字符时间 = 11/115200≈0.0953 ms。

因此，3.5个字符时间 ≈ 0.0953×3.5≈0.3336 ms0.0953×3.5≈0.3336ms 。

理论上，1ms的间隔远大于0.3336ms，似乎满足要求。但实际应用中需遵循协议的特殊规定。

•当波特率超过19200时，Modbus RTU不再计算动态字符时间，而是采用固定时间间隔：

帧间隔固定 1.75ms（3.5字符时间的替代值）。字符间隔固定为0.75ms（1.5字符时间的替代值）。

这一规则是为了减少CPU因频繁计算时间间隔而产生的负载，尤其在高速通信中更为高效。

115200波特率的适用性：

由于115200波特率远超19200，必须遵循固定时间规则。即使理论计算的3.5字符时间仅为0.3336ms，协议仍要求帧间隔至少为1.75ms。因此，1ms的间隔不满足协议要求，可能导致帧合并或校验失败。

以上仅是通过标准从理论上计算帧间隔，除此之外，还要考虑到Modbus RTU主从模式，半双工的传输特点。

主从模式：总线上仅有一个主站和多个从站，主站通过唯一地址寻址从站发起请求，从站被动响应，不能主动发送数据。

半双工：同一时刻只能有一个设备占用总线传输数据，同一时刻只能发送或接收数据，不能同时进行，主站发送请求后需等待从站响应，期间禁止其他设备占用总线，避免冲突。

上边的两张图分别是使用485的PDO报文读写数据的波形，可以看到，每次请求间隔为7ms，请求和应答的间隔大概是1.5ms，请求和应答的报文间隔很清晰。6ms的间隔我们也测试过，上一次的应答和下一次的请求基本连在一起了，使用会有一定的风险。

2. 物理层与通信稳定性

•RS-485总线特性：Modbus RTU通常基于RS-485物理层，其信号传输需要处理电气延迟和干扰。短间隔可能导致信号未完全稳定或受噪声干扰，影响校验和解析。

3. 协议错误的后果

•帧合并或丢失：若帧间隔过短，接收端可能将两个独立帧误判为同一帧，导致数据解析混乱或校验失败。

•CRC校验失败：CRC校验依赖完整的帧数据，若帧间隔不足导致数据截断，校验结果必然错误，触发异常响应。