modbus通訊協(xié)議-rtu

modbus通訊協(xié)議-rtu

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1、Modbus通訊協(xié)議(RTU傳輸模式)Modbus通訊協(xié)議(RTU傳輸模式)本說(shuō)明僅做內(nèi)部參考,詳細(xì)請(qǐng)參閱英文版本。15Modbus通訊協(xié)議(RTU傳輸模式)第一章Modbus協(xié)議簡(jiǎn)介Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程,如果回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求,以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。

2、它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí),此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址,識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息,決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應(yīng),控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上,包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測(cè)的方法。協(xié)議在一根通訊線上使用應(yīng)答式連接(半雙工),這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的兩個(gè)方向傳輸。首先,主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)唯一的終端設(shè)備(從機(jī)),然后,在相反的方向上終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)傳輸給主機(jī)。協(xié)議只允

3、許在主計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備之間,而不允許獨(dú)立的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換,這就不會(huì)在使它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路,而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。1.1傳輸方式傳輸方式是一個(gè)信息幀內(nèi)一系列獨(dú)立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則,以RTU模式在Modbus總線上進(jìn)行通訊時(shí),信息中的每8位字節(jié)分成2個(gè)4位16進(jìn)制的字符,每個(gè)信息必須連續(xù)傳輸下面定義了與Modebus協(xié)議–RTU方式相兼容的傳輸方式。代碼系統(tǒng)·8位二進(jìn)制,十六進(jìn)制數(shù)0...9,A...F·消息中的每個(gè)8位域都是一個(gè)兩個(gè)十六進(jìn)制字符組成每個(gè)字節(jié)的位·1個(gè)起始位·8個(gè)數(shù)據(jù)位,最小的有效位先發(fā)送·1個(gè)奇偶校驗(yàn)位,無(wú)校驗(yàn)則無(wú)·1

4、個(gè)停止位(有校驗(yàn)時(shí)),2個(gè)Bit(無(wú)校驗(yàn)時(shí))錯(cuò)誤檢測(cè)域·CRC(循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè))15Modbus通訊協(xié)議(RTU傳輸模式)1.2協(xié)議當(dāng)信息幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí),它通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的“口”進(jìn)入尋址到的設(shè)備,該設(shè)備去掉數(shù)據(jù)幀的“信封”(數(shù)據(jù)頭),讀取數(shù)據(jù),如果沒(méi)有錯(cuò)誤,就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請(qǐng)求的任務(wù),然后,它將自己生成的數(shù)據(jù)加入到取得的“信封”中,把數(shù)據(jù)幀返回給發(fā)送者。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容:終端從機(jī)地址(Address)、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請(qǐng)求數(shù)據(jù)(Data)和一個(gè)校驗(yàn)碼(Check)。發(fā)生任何錯(cuò)誤都不會(huì)有成功的響應(yīng)。1.2.1信息幀Address

5、FunctionDataCheck8-Bits8-BitsNx8-Bits16-Bits圖1–1.信息幀格式特注:Modbus信息幀所允許的最大長(zhǎng)度為256個(gè)字節(jié),即N的范圍是大于等于零且小于等于252(N{0,252})。即,所有的數(shù)據(jù)一共256個(gè),數(shù)據(jù)剩下253個(gè)。1.2.2地址(Address)域信息幀地址域(信息地址)在幀的開始部分,由8位組成,有效的從機(jī)設(shè)備地址范圍0-247(十進(jìn)制),各從機(jī)設(shè)備的尋址范圍為1-247。主機(jī)把從機(jī)地址放入信息幀的地址區(qū),并向從機(jī)尋址。從機(jī)響應(yīng)時(shí),把自己的地址放入響應(yīng)信息的地址區(qū),讓主機(jī)識(shí)別已作出響應(yīng)的從機(jī)地址。地址0為廣播地址

6、,所有從機(jī)均能識(shí)別。當(dāng)Modbus協(xié)議用于高級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí),則不允許廣播或其它方式替代。1.2.3功能(Function)域信息幀功能域代碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。有效碼范圍1-225(十進(jìn)制),有些代碼是適用于所有控制器,有些適應(yīng)于某種控制器,還有些保留以備后用。有關(guān)功能代替碼的全部?jī)?nèi)容見附錄A。當(dāng)主機(jī)向從句發(fā)送信息時(shí),功能代碼向從機(jī)說(shuō)明應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作。如讀一組離散式線圈或輸入信號(hào)的ON/OFF狀態(tài),讀一組寄存器的數(shù)據(jù),讀從機(jī)的診斷狀態(tài),寫線圈(或寄存器),允許下截、記錄、確認(rèn)從機(jī)內(nèi)的程序等。當(dāng)從機(jī)響應(yīng)主機(jī)時(shí),功能代碼可說(shuō)明從機(jī)正常響應(yīng)或出現(xiàn)錯(cuò)誤(即不正常響應(yīng)),正

7、常響應(yīng)時(shí),從句簡(jiǎn)單返回原始功能代碼;不正常響應(yīng)時(shí),從機(jī)返回與原始代碼相等效的一個(gè)碼,并把最高有效位設(shè)定為“1”。如,主機(jī)要求從機(jī)讀一組保持寄存器時(shí),則發(fā)送信息的功能碼為:00000011(十六進(jìn)制03) 若從機(jī)正確接收請(qǐng)求的動(dòng)作信息后,則返回相同的代碼值作為正常響應(yīng)。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)時(shí),則返回一個(gè)不正常響信息:10000011(十六進(jìn)制83)從機(jī)對(duì)功能代碼作為了修改,此外,還把一個(gè)特殊碼放入響應(yīng)信息的數(shù)據(jù)區(qū)中,告訴主機(jī)出現(xiàn)的錯(cuò)誤類型和不正常響應(yīng)的原因,不正常響應(yīng)見附錄B。主機(jī)設(shè)備的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)處理不正常響應(yīng),典型處理過(guò)程是主機(jī)把對(duì)信息的測(cè)試和診斷送

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