Modbus功能码

1 简述

Modbus寄存器分为四种，如表1.1所示：

表1.1 寄存器分类

寄存器种类	数据类型	访问类型	功能码	PLC地址	寄存器地址
线圈寄存器	位	读写	01H 05H 0FH	00001-09999	0000H-FFFFH
离散输入寄存器	位	只读	02H	10001-19999	0000H-FFFFH
输入寄存器	字	只读	04H	30001-39999	0000H-FFFFH
保持寄存器	字	读写	03H 06H 10H	40001-49999	0000H-FFFFH

2 常用功能码

Modbus中常用的功能码有8个，可以分为位操作和字操作两类，如表2.1所示：

表2.1 常用功能码

功能码	描述	PLC地址	寄存器地址	位/字操作	操作数量
01H	读线圈寄存器	00001-09999	0000H-FFFFH	位操作	单个或多个
02H	读离散输入寄存器	10001-19999	0000H-FFFFH	位操作	单个或多个
03H	读保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字操作	单个或多个
04H	读输入寄存器	30001-39999	0000H-FFFFH	字操作	单个或多个
05H	写单个线圈寄存器	00001-09999	0000H-FFFFH	位操作	单个
06H	写单个保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字操作	单个
0FH	写多个线圈寄存器	00001-09999	0000H-FFFFH	位操作	多个
10H	写多个保持寄存器	40001-49999	0000H-FFFFH	字操作	多个

3 读线圈寄存器——01H

功能码01H读取Modbus从机中线圈寄存器的状态，可以是单个寄存器，或者多个连续的寄存器。

3.1 发送

假设从机地址为01H，读取的线圈寄存器的起始地址为0017H，读取38个寄存器，指令如表3.1所示：

表3.1 读线圈寄存器指令：

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	寄存器数量高位	寄存器数量低位	CRC高位	CRC低位
01	01	00	17	00	26	0D	D4

3.2 响应

各线圈的状态与数据内容的每个bit对应，1代表ON，0代表OFF。如果查询的线圈数量不是8的倍数，则在最后一个字节的高位补0。

表3.2.1 读线圈状态的返回结果

从机地址	功能码	返回字节数	数据1	数据2	数据3	数据4	数据5	CRC高位	CRC低位
01	01	05	CD	6B	B2	0E	1B	44	EA

其中，第一个字节CDH对应线圈0017H到001E的状态，转为二进制是11001101，其中bit0对应0017H，bit7对应001E，如表3.2.2所示：

表3.2.2 线圈0017H到001EH的状态

001EH	001DH	001CH	001BH	001AH	0019H	0018H	0017H
1	1	0	0	1	1	0	1
ON	ON	OFF	OFF	ON	ON	OFF	ON

最后一个字节为1BH，对应线圈0037H到003CH的状态，转为二进制是00011011，其中bit0对应0037H，bit5对应003CH，其余两位用0填充，如表3.2.3所示：

表3.2.3 线圈0037H到003CH的状态

003CH	003BH	003AH	0039H	0038H	0037H	0036H	0035H
0	0	0	1	1	0	1	1
填充	填充	OFF	ON	ON	OFF	ON	ON

4 读离散输入寄存器——02H

功能码02H读取Modbus从机中离散输入寄存器的状态，可以是单个寄存器，或者多个连续的寄存器。

4.1 发送

假设从机地址为01H，读取的离散输入寄存器的起始地址为00C4H，读取22个寄存器，指令如表4.1所示：

表4.1 读离散输入寄存器指令：

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	寄存器数量高位	寄存器数量低位	CRC高位	CRC低位
01	02	00	C4	00	16	B8	39

4.2 响应

各个离散输入寄存器的状态与数据内容的每个bit对应，1代表ON，0代表OFF。如果查询的线圈数量不是8的倍数，则在最后一个字节的高位补0。

表4.2.1 读离散输入寄存器的返回结果

从机地址	功能码	返回字节数	数据1	数据2	数据3	CRC高位	CRC低位
01	02	03	AC	DB	35	22	88

其中，第一个字节ACH对应00C4H到00CBH寄存器的状态，转为二进制是10101100，其中bit0对应00C4H，bit7对应00CB，如表4.2.2所示：

表4.2.2 寄存器00C4H到00CBH的状态

00CBH	00CAH	00C9H	00C8H	00C7H	00C6H	00C5H	00C4H
1	0	1	0	1	1	0	0
ON	OFF	ON	OFF	ON	ON	OFF	OFF

最后一个字节为35H，对应寄存器00D4H到00D9H的状态，转为二进制是00110101，其中bit0对应00D4H，bit5对应00D9H，其余两位用0填充，如表4.2.3所示：

表4.2.3 寄存器00D4H到00D9H的状态

00DBH	00DAH	00D9H	00D8H	00D7H	00D6H	00D5H	00D4H
0	0	1	1	0	1	0	1
填充	填充	ON	ON	OFF	ON	OFF	ON

5 读保持寄存器——03H

功能码03H读取Modbus从机中保持寄存器的数据，可以是单个寄存器，或者多个连续的寄存器。

5.1 发送

假设从机地址为01H，读取的保持寄存器的起始地址为006BH，读取3个寄存器，指令如表5.1所示：

表5.1 读保持寄存器指令：

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	寄存器数量高位	寄存器数量低位	CRC高位	CRC低位
01	03	00	6B	00	03	74	17

5.2 响应

每个保持寄存器的长度为2个字节。保持寄存器之间，低地址寄存器先传输，高地址寄存器后传输。单个保持寄存器，高字节数据先传输，低字节数据后传输。

表5.2.1 读保持寄存器的返回结果

从机地址	功能码	字节数	006BH高字节	006BH低字节	006CH高字节	006CH低字节	006DH高字节	006DH低字节	CRC高位	CRC低位
01	03	06	00	6B	00	13	00	00	F5	79

6 读输入寄存器——04H

功能码04H读取Modbus从机中输入寄存器的数据，可以是单个寄存器，或者多个连续的寄存器。

6.1 发送

假设从机地址为01H，读取的保持寄存器的起始地址为0008H，读取2个寄存器，指令如表6.1所示：

表6.1 读输入寄存器指令：

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	寄存器数量高位	寄存器数量低位	CRC高位	CRC低位
01	04	00	6B	00	02	00	17

6.2 响应

每个输入寄存器的长度为2个字节。输入寄存器之间，低地址寄存器先传输，高地址寄存器后传输。单个输入寄存器，高字节数据先传输，低字节数据后传输。

表6.2.1 读输入寄存器的返回结果

从机地址	功能码	字节数	0008H高字节	0008H低字节	0009H高字节	0009H低字节	CRC高位	CRC低位
01	04	04	00	0A	00	0B	9A	41

7 写单个线圈寄存器——05H

功能码05H写单个线圈寄存器，FF00H请求线圈处于ON状态，0000H请求线圈处于OFF状态。

7.1 发送

假设从机地址为01H，线圈寄存器的地址为00ACH，使其处于ON状态的指令如表7.1所示：

表7.1 写单个线圈指令：

从机地址	功能码	寄存器地址高位	寄存器地址低位	数据高位	数据低位	CRC高位	CRC低位
01	05	00	AC	FF	00	4C	1B

7.2 响应

如果写入成功，返回发送的指令，即010500ACFF004C1B。

8 写单个保持寄存器——06H

功能码06H写单个保持寄存器。

8.1 发送

假设从机地址为01H，保持寄存器的地址为0001H，数据位0003H，指令如表8.1所示：

表8.1 写单个保持寄存器指令：

从机地址	功能码	寄存器地址高位	寄存器地址低位	数据高位	数据低位	CRC高位	CRC低位
01	06	00	01	00	03	98	0B

8.2 响应

如果写入成功，返回发送的指令，即010600010003980B。

9 写多个线圈寄存器——0FH

功能码0FH写多个线圈寄存器。如果对应的数据位为1，表示线圈状态为ON；如果对应的数据位为0，表示线圈状态为OFF。线圈寄存器之间，低地址寄存器先传输，高地址寄存器后传输。单个线圈寄存器，高字节数据先传输，低字节数据后传输。如果写入的线圈寄存器的个数不是8的倍数，则在最后一个字节的高位补0。

9.1 发送

假设从机地址为01H，线圈寄存器的起始地址为0013H，写入10个寄存器，指令如表9.1.1所示：

表9.1.1 写入多个线圈寄存器指令

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	数量高位	数量低位	字节数	数据1	数据2	CRC高位	CRC低位
01	0F	00	13	00	0A	02	CD	01	72	CB

其中，CDH对应线圈0013H到001AH的内容，01H对应线圈001B到001CH的内容，未使用位用0填充。

此时，线圈寄存器的内容如表9.1.2所示：

表9.1.2 线圈寄存器0013H到001CH的内容

001AH	0019H	0018H	0017H	0016H	0015H	0014H	0013H
1	1	0	0	1	1	0	1

0022H	0021H	0020H	001FH	001EH	001DH	001CH	001BH
0	0	0	0	0	0	0	1

9.2 响应

如果写入成功，返回写入的寄存器数量，如表9.2所示：

表9.2 写多个线圈寄存器的返回结果

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	数量高位	数量低位	CRC高位	CRC低位
01	0F	00	13	00	0A	24	09

10 写多个保持寄存器——10H

功能码10H写多个保持寄存器，其中每个保持寄存器的长度为两个字节。

10.1 发送

假设从机地址为01H，保持寄存器的起始地址为0001H，写入2个寄存器，指令如表10.1所示：

表10.1 写入多个保持寄存器指令

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	数量高位	数量低位	字节数	0001H高位	0001H低位	0002H高位	0002H低位	CRC高位	CRC低位
01	10	00	01	00	02	04	00	0A	01	02	92	30

10.2 响应

如果写入成功，返回写入的寄存器数量，如表10.2所示：

表10.2 写多个保持寄存器的返回结果

从机地址	功能码	起始地址高位	起始地址低位	数量高位	数量低位	CRC高位	CRC低位
01	10	00	01	00	02	10	08