ModbusRTU通信协议解析测试

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概念

Modbus是工控行业广泛应用的一种通讯协议，与物理层无关，其支持多种电气接口，包括RS232、RS485、TCP/IP。Modbus协议为应用层报文传输协议，定义了一个控制器能够认识使用的消息结构，，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。其中 Modbus-RTU 最常用，本章主要分析ModbusRTU协议。

一、工具准备

为了更加直观的分析ModbusRTU通信协议报文格式，本章采用了如下调试工具。

VSPD(全称Configure Virtual Serial Port Driver)：在没有物理串口的情形下，用来给电脑创建虚拟串口使用。

ModbusPoll软件：主要用于仿真Modbus主站或Modbus客户端，选择虚拟串口软件配对的串口之一，并设置好参数，便可连接。

ModbusSlave软件：主要用于仿真Modbus从站或Modbus服务器，选择虚拟串口软件配对的另一个串口，并设置好参数，便可连接。

二、协议分析

1.报文格式

Modbus协议在串行链路上的报文格式如下所示：

2.寄存器

Modbus协议规定了4个寄存器，如下表所示：

3.功能码

Modbus协议采用功能码，用于针对上述寄存器的读写，如下表所示：

三、协议测试

1.读取保持寄存器

如上图所示：主站发送报文：01 03 00 00 00 0A C5 CD.
从站回复报文：01 03 14 00 11 00 16 00 21 00 2C 04 83 12 34 33 FF EE FF 11 23 EE 36 DC 4B.
主站发送报文含义：0x01：从站地址，0x03：功能码， 00 ：地址起始（高），0x00：地址起始（低），0x00：数量（高），0A:数量（低），2C 04 ：校验。即读取1号从站保持寄存器，起始地址为0，数量为0x0A=10，共10个保持寄存器的值。（注：报文表示的地址都为相对地址）
从站回复报文含义：01：从站地址，03：功能码，0x14:字节计数, 00 11 00 16 00 21 00 2C 04 83 12 34 33 FF EE FF 11 23 EE 36 :每两个字节分别对应每个保持寄存器的值的高低位。 DC 4B：校验。

2.读取输出线圈

如上图所示：主站发送报文：01 01 00 00 00 0A BC 0D.
从站回复报文：01 01 02 A2 00 C0 9C
主站发送报文含义：0x01：从站地址，0x01：功能码，读取输出线圈的状态值， 00 ：地址起始（高），00：地址起始（低），00：数量（高），0A:数量（低），2C 04 ：校验。即读取1号从站保持寄存器，起始地址为0，数量为0x0A=10，共10个保持寄存器的状态值。
从站回复报文含义：0x01：从站地址，0x01：功能码，读取输出线圈的状态值 ，0x02: 字节计数，0xA2 = 1010 0010 地址0-7线圈分别对应的状态值。0x00 = 0000 0000 地址8-9线圈对应的状态值。