Modbus RTU协议实现

Modbus协议简介

Modbus串行链路系统可以使用不同的物理接口(RS 485，RS 232)，最常用的是RS 485两线制接口。为了提高通信模块在工业应用中的抗干扰性和稳定性，接口芯片和FPGA核心模块之间应加入高速光耦进行隔离，总线两端处放置线路终端电阻，采用屏蔽双绞线作为通信线等。
在串行链路上，Modbus RTU(Remote Terminal Unit)模式报文中每8个位字节含有两个4位十六进制字符，这种模式的主要优点是较高的数据密度，在相同的波特率下比ASCII模式有更高的吞吐率。RTU模式每个字节(11位)的格式如图1所示，支持奇、偶和无校验，使用无校验时要求2个停止位。Modbus RTU帧最大为256B，由发送设备将Modbus报文构造为带有已知起始和结束标记的帧，报文帧由时长至少为3．5个字符时间的空闲间隔区分，整个报文帧必须以连续的字符流发送，如果两个字符之间的空闲间隔大于1．5个字符时间，则报文帧被认为不完整被接收节点丢弃，如图所示。

在应用层上，Modbus是一个请求／应答协议，并且提供功能码规定的服务。有三类Modbus功能码：公共码、用户定义码和保留码，大多数情况下只用公共码，其主要包括比特(线圈)访问、16 b(寄存器)访问、文件记录访问、诊断和其他信息访问。

CRC校验

1. 循环校验码（CRC码）
   数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。这个校验方式的根本思想是在发送数据的后面拼接上一些额外的数据位，使得这个拼接之后的数据可以被一个固定的数模2整除（这里的模2整除是一种区别于普通的除法的运算方法，也不难理解），之后将数据发送……接收端同样将整个拼接后的数据与之前确定的固定的数据做模2除法，若能整除，则说明传输过程没有出错，若不能整除，则可以根据余数判断是哪一位发生了错误。
2. 生成CR