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第七章 Modbus通信协议 7.1 Modbus协议简介 7.2 控制器传输方式 7.3 Modbus消息帧 7.4 错误检测方法 7.1 Modbus协议简介 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，如何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。 7.2 控制器传输方式 7.2.1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—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。 7.2.2 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—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。 7.2.3 两种传输方式 控制器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式，包括串口通信参数（波特率、校验方式等），在配置每个控制器的时候，在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。 1、ASCII模式 当控制器在Modbus网络上以ASCII模式通信，在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。 代码系统 十六进制，ASCII字符0...9，A...F 消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成 每个字节的位 1个起始位；7个数据位，最小的有效位先发送 1个奇偶校验位，无校验则无 1个停止位（有校验时） 错误检测域 LRC（纵向冗长检测） 2、RTU模式 当控制器设为在Modbus网络上以RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。 代码系统 十六进制，ASCII字符0...9，A...F 消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成 每个字节的位 　· 1个起始位 　· 8个数据位，最小的有效位先发送 　· 1个奇偶校验位，无校验则无 　· 1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时） 错误检测域 · LRC(纵向冗长检测) 7.3 Modbus消息帧 两种传输模式中（ASCII或RTU），传输设备以将Modbus消息转为有起点和终点的帧，这就允许接收的设备在消息起始处开始工作，读地址分配信息，判断哪一个设备被选中（广播方式则传给所有设备），判知何时信息已完成，部分的消息也能侦测到并且错误能设置为返回结果。 7.3.1 ASCII、RTU帧 ASCII模式，消息以冒号（:）字符（ASCII码 3AH）开始，以回车换行符结束（ASCII码 0DH,0AH）。 一个典型消息帧如下所示： RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿隔开，以此标定了消息的结束，一个新的消息可在此停顿后开始。 一典型的RTU消息帧如下所示： 整个消息帧必须作为一连续的流传输。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。这将导致一个错误，因为在最后的CRC域的值不可能是正确的。 7.3.2 地址域 消息帧的地址域包含两个字符（ASCII）或8Bit（RTU）。可能的从设备地址是0...247 (十进制)。单个设备的地址范围是1...247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，