Modbus协议

Modbus协议

Modbus协议是一个主从协议，在同一时刻，只有一个主节点联接于总线，一个或者多个子节点联接于串行总线，Modbus通讯是由主节点发起，子节点在没有收到主节点的请求是不会发送数据的，子节点也不会互相通信。主节点在同一个时刻只会发起一个Modbus的事务处理。

主节点对字节点发送Modbus 请求：

单播模式：

主节点以特定的地址访问某个子节点，子节点接到并处理请求后，子节点向主节点返回一个报文即应答。

广播模式：

主节点向所有的子节点发送请求，对于主节点广播是没有应答返回的。广播请求一般应用于写命令。所有的设备必须接受广播模式的写功能。地址０是专门用于表示广播数据。

地址规则:

Modbus寻址空间有256个不同的地址。

0为广播地址

1—247位子节点的单独地址

248-255为保留地址

Modbus的帧描述

PDU protocol data unit

发起Modbus事务处理的客户端构造ModbusPDU添加附加域构造通讯PDU

在Modbus串行链路上地址域只含有子节点地址

子节点合法地址0-247

功能码指明服务器要执行的动作，功能码后面可以跟表示含有请求和响应参数的数据域。

错误校验根据不通的传输模式RTU或者ASCII使用不通的计算方法

RTU模式

 

RTU模式他定义了报文域的位内容在线路上串行的传送。它确定了信息如何的打包成报文和解码。Modbus串行链路上所有的设备传输模式（和串口参数）必须相同。

尽管在特定的领域ASCII模式是要求的，但是达到Modbus设备之间的互相操作只有每个设备都具有相同的模式，所有的设备必须具有RTU。Ascii传送模式是选项。

 

Remote Terminal Unit 模式，报文中每8个字节含有两个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模式有更高的数据吞吐量。

每个报文必须以连续的字符流传送。

报文帧之间至少要3.5个字符串的空闲时间间隔，用来做报文的区分。

所以报文帧必须以连续的字符串流发送。

如果两个字符之间的间隔时间大于1.5个字符时间，则报文被认为不完整应该被接受节点丢弃。

由于t1.5和t3.5的定时，隐含大量的中断管理。在高速率下会导致CPU负担加重，因此在通讯速率大于19200bps的情况下。应该使用2个固定值。

建议字符间超时时间（t1.5）为750us

帧间的超时间（t3.5）为1.750ms

如图：

从初始到空闲状态需要t3.5超时；进入空闲状态。

空闲状态是没有发送和接收报文处理的正常状态。

在空闲状态，检测到任何的字符都被识别为帧起始。链路变为活动状态。

然后满足t1.5和t3.5被识别为帧接受成功，转入等待

检测的帧结束，完成CRC计算和校验。然后分析地治域以确定帧是否是发往此设备的，如果不是则丢弃。为了减少接受的处理时间，地治域可以在接收到一开始就开始分析。

 

RTU的CRC循环冗余校验。

 

ASCII模式.

报文中每8位字节以两个ASCII字符发送，当通讯链路无法符合RTU模式的定时管理时使用该模式。

为了确定两种模式的兼容性，ASCII数据域最大的数据长度是RTU数据域的两倍。

ASCII帧的最大长度尺寸是513个字符。

 

ASCII采用LRC校验纵向的冗余校验，执行不包括 冒号：和结尾的校验

LRC(纵向冗余校验)和crc（循环冗余校验的区别）

LRC

CRC：http://blog.csdn.net/d_leo/article/details/73572373

Modbus的事务处理流程

）正常的Modbus响应：响应代码=请求功能代码

）一个异常响应

用来为客户机提供处理中与被发现的差错相关的信息；

响应功能代码=请求功能代码+0x80

提供一个异常码来指示差错原因

功能码：

（1）    公共功能码

是较好被定义的功能码，保证是唯一的，具有可用的一致性测试的

（2）    用户定义功能码

允许用户重新设置

（3）保留功能码

      一些公司对传统产品通常使用的功能码，并且对公共使用无效的功能码