• Modbus软件开发实战指南 之 开发自己的Modbus Poll工具


    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:
    附件
    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。
    附件                     
     
    ADU: 应用数据单元
    PDU: 协议数据单元

    四、Modbus数据模型

    附件
    附件

    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。
               
    附件

    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)
    附件
           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

       附件

    附录2:CRC Generation

    附件
     
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