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Modbus协议简介与常用测试指令说明

Date Author Version Note
2022.07.19 Dog Tao V1.0 1. 完成了文档的撰写。
2023.08.04 Dog Tao V1.2 1. 修订文档，增加了Modbus协议简介小节。

本文档提供ModbusPoll调试软件与官方部署文档合辑资源（CSDN平台）。

文章目录

    • Modbus协议简介
      • 发展历史
      • 主要技术说明
    • 基本规范与功能码
      • Modbus寄存器地址规则
      • Modbus RTU报文基本格式
      • 功能码01：读线圈寄存器（开关量输出）
      • 功能码02：读离散寄存器（开关量输入）
      • 功能码03：读保持寄存器（模拟量输出）
      • 功能码04：读输入寄存器（模拟量输入）
      • 功能码05：写单线圈（开关量输出）
      • 功能码06：写单保持寄存器（模拟量输出）
      • 功能码15 (0x0F)：写多线圈（开关量输出）
      • 功能码16 (0x10)：写多保持寄存器（模拟量输出）
    • 读寄存器测试指令
      • 线圈寄存器-读命令（0x01）
      • 离散寄存器-读命令（0x02）
      • 保持寄存器-读命令（0x03）
      • 输入寄存器-读命令（0x04）

Modbus协议简介

发展历史

Modbus是一种通信协议，广泛用于工业控制系统之间的通信。它由Modicon（现在的施耐德电气）于1979年开发，用于与其PLC（可编程逻辑控制器）进行通信。Modbus协议主要有两个版本：Modbus RTU和Modbus TCP/IP。

  1. Modbus RTU：Modbus RTU是一种串行通信协议，通常在RS-485串行接口上运行。它是二进制协议，数据在总线上以连续字节的形式传输。每条消息都以设备地址开始，由功能代码（指示操作类型）和数据字节（包含操作数据）组成，并以两字节的循环冗余校验（CRC）结束，用于检测消息传输中的错误。

  2. Modbus TCP/IP：Modbus TCP/IP是基于以太网的Modbus协议版本。它在Modbus RTU的基础上增加了MBAP（Modbus Application Protocol）头部，以在TCP/IP网络上提供设备寻址和错误检测。Modbus TCP/IP通常在502端口上运行。

主要技术说明

  • 寻址：在Modbus协议中，每个设备都有一个唯一的地址。在RS-485网络中，地址范围是0-247。地址0是广播地址，发送到此地址的消息将被网络上的所有设备接收。

  • 寄存器：Modbus设备包含四种类型的寄存器：离散输入（只读）、线圈（可读写）、输入寄存器（只读）和保持寄存器（可读写）。每个寄存器都有一个唯一的地址，用于从设备读取或向设备写入数据。

  • 功能代码：Modbus协议定义了一组功能代码，用于指示要执行的操作，如读取寄存器（功能代码03或04）或写入寄存器（功能代码06或16）。如果设备不能执行请求的操作，它将返回一个异常响应，包含一个错误码。

  • 消息格式：Modbus消息由地址、功能码、数据和错误检查部分组成。在Modbus RTU中，错误检查通过CRC实现，而在Modbus TCP/IP中，通过MBAP头部的协议标识符和长度字段实现。

Modbus协议是一种简单、开放的协议，广泛用于工业自动化和嵌入式系统应用。尽管它已经存在了几十年，但由于其稳定性和易用性，它仍然是工业通信的主要标准之一。

基本规范与功能码

Modbus寄存器地址规则

Modbus协议定义的寄存器地址是5位十进制地址，即：

  • 线圈寄存器（Coils Register）地址：00001~09999
  • 离散寄存器（Discrete Register）地址：10001~19999
  • 输入寄存器（Input Register）地址：30001~39999
  • 保持寄存器（Holding Register）地址：40001~49999

由于上述各类地址是唯一对应的，因此有些资料就以其第一个数字区分各类地址，即：0x代表线圈寄存器（CR）类地址，1x代表离散寄存器（DR）类地址、 3x代表输入寄存器（IR）类地址、4x代表保持寄存器（HR）类地址。

在实际编程中，由于前缀的区分作用，所以只需说明后4位数，而且需转换为4位十六进制地址。

Modbus RTU报文基本格式

间隔 目标站号 功能码 数据 CRC16校验
起始应有不小于3.5个字符的报文间隔 1字节 1字节 n字节 2字节

下面对于各请求命令的“应答格式”的描述是指命令被正确执行时的应答格式。若CPU接收到错误的命令或者命令被执行错误，则返回的应答帧中“功能码”部分变为如下数据：功能码的最高位置1后得到的数据。比如功能码为01，若响应错误，则返回的功能码为0x81。

功能码01：读线圈寄存器（开关量输出）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址 低字节 读取个数 高字节 读取个数 低字节 CRC
1字节 01 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
  • 正确应答格式：
站号 功能码 返回数据字节数 返回数据字节1 返回数据字节2 … CRC
1字节 01 1字节 1字节 1字节 … 2字节

功能码02：读离散寄存器（开关量输入）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址 低字节 读取个数 高字节 读取个数 低字节 CRC
1字节 02 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
  • 正确应答格式：
站号 功能码 返回数据字节数 返回数据字节1 返回数据字节2 … CRC
1字节 02 1字节 1字节 1字节 … 2字节

功能码03：读保持寄存器（模拟量输出）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址 低字节 读取个数 高字节 读取个数 低字节 CRC
1字节 03 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
  • 正确应答格式：
站号 功能码 返回数据字节数 寄存器1高字节 寄存器1低字节 … CRC
1字节 03 1字节 1字节 1字节 … 2字节

功能码04：读输入寄存器（模拟量输入）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址 低字节 读取个数 高字节 读取个数 低字节 CRC
1字节 04 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
  • 正确应答格式：
站号 功能码 返回数据字节数 寄存器1高字节 寄存器1低字节 … CRC
1字节 04 1字节 1字节 1字节 … 2字节

功能码05：写单线圈（开关量输出）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 线圈地址 高字节 线圈地址 低字节 强制值 高字节 强制值 低字节 CRC校验码
1字节 05 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节

注：强制值＝ 0xFF00，则置线圈为ON；强制值＝0x0000，则置线圈为OFF。

  • 应答格式：若设置成功，原文返回

功能码06：写单保持寄存器（模拟量输出）

  • 请求格式：
目标站号 功能码 寄存器地址 高字节 寄存器地址 低字节 强制值 高字节 强制值 低字节 CRC校验码
1字节 06 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
  • 应答格式：若设置成功，原文返回

功能码15 (0x0F)：写多线圈（开关量输出）

  • 请求格式：
目标 站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址低字节 数量 高字节 数量 低字节 强制值字节数 强制值 第1字节 … CRC
1字节 15 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 … 2字节
  • 正确应答格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址低字节 数量 高字节 数量 低字节 CRC校验码
1字节 15 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节

功能码16 (0x10)：写多保持寄存器（模拟量输出）

  • 请求格式：
目标 站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址低字节 数量 高字节 数量 低字节 强制值字节数 强制值1 高字节 强制值1 低字节 … CRC
1字节 16 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 … 2字节
  • 正确应答格式：
目标站号 功能码 起始地址 高字节 起始地址低字节 数量 高字节 数量 低字节 CRC 校验码
1字节 16 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节

读寄存器测试指令

线圈寄存器-读命令（0x01）

从机地址 寄存器地址 寄存器数量 网络指令 modbus指令 说明 参考回复
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 01 03 E7 00 01 4D B9 读取输入寄存器第一个位值 01 01 01 00 51 88
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 01 03 E7 00 02 0D B8 读取输入寄存器前二个位值
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 01 03 E7 00 04 8D BA 读取输入寄存器前四个位值
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 01 03 E7 00 08 8D BF 读取输入寄存器前八个位值

离散寄存器-读命令（0x02）

从机地址 寄存器地址 寄存器数量 网络指令 modbus指令 说明
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 02 03 E7 00 01 09 B9 读取输入寄存器第一个位值
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 02 03 E7 00 02 49 B8 读取输入寄存器前二个位值
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 02 03 E7 00 04 C9 BA 读取输入寄存器前四个位值
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 02 03 E7 00 08 C9 BF 读取输入寄存器前八个位值

保持寄存器-读命令（0x03）

从机地址 寄存器地址 寄存器数量 网络指令 modbus指令 说明
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 03 03 E7 00 02 74 78 读取输入寄存器第一个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 03 03 E7 00 04 F4 7A 读取输入寄存器前二个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 03 03 E7 00 08 F4 7F 读取输入寄存器前四个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 03 03 E7 00 10 F4 75 读取输入寄存器前八个32位数值（浮点数）

输入寄存器-读命令（0x04）

从机地址 寄存器地址 寄存器数量 网络指令 modbus指令 说明
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 04 03 E7 00 02 C1 B8 读取输入寄存器第一个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 04 03 E7 00 04 41 BA 读取输入寄存器前二个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 04 03 E7 00 08 41 BF 读取输入寄存器前四个32位数值（浮点数）
0x01 0x999 0x02 00 32 17 01 04 03 E7 00 10 41 B5 读取输入寄存器前八个32位数值（浮点数）

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  • spark master web ui 端口8080被占用解决方法 daizj 8080端口占用sparkmaster web ui
    spark master web ui 默认端口为8080，当系统有其它程序也在使用该接口时，启动master时也不会报错，spark自己会改用其它端口，自动端口号加1，但为了可以控制到指定的端口，我们可以自行设置，修改方法：   1、cd SPARK_HOME/sbin   2、vi start-master.sh     3、定位到下面部分
  • oracle_执行计划_谓词信息和数据获取 周凡杨 oracle执行计划
      oracle_执行计划_谓词信息和数据获取(上) 一：简要说明 在查看执行计划的信息中，经常会看到两个谓词filter和access，它们的区别是什么，理解了这两个词对我们解读Oracle的执行计划信息会有所帮助。 简单说，执行计划如果显示是access，就表示这个谓词条件的值将会影响数据的访问路径（表还是索引），而filter表示谓词条件的值并不会影响数据访问路径，只起到
  • spring中datasource配置 g21121 dataSource
    datasource配置有很多种，我介绍的一种是采用c3p0的，它的百科地址是： http://baike.baidu.com/view/920062.htm   <!-- spring加载资源文件 --> <bean name="propertiesConfig" class="org.springframework.b
  • web报表工具FineReport使用中遇到的常见报错及解决办法（三） 老A不折腾 finereportFAQ报表软件
    这里写点抛砖引玉，希望大家能把自己整理的问题及解决方法晾出来，Mark一下，利人利己。   出现问题先搜一下文档上有没有，再看看度娘有没有，再看看论坛有没有。有报错要看日志。下面简单罗列下常见的问题，大多文档上都有提到的。 1、repeated column width is largerthan paper width： 这个看这段话应该是很好理解的。比如做的模板页面宽度只能放
  • mysql 用户管理 墙头上一根草 linuxmysqluser
    1.新建用户 //登录MYSQL@>mysql -u root -p@>密码//创建用户mysql> insert into mysql.user(Host,User,Password) values(‘localhost’,'jeecn’,password(‘jeecn’));//刷新系统权限表mysql>flush privileges;这样就创建了一个名为：
  • 关于使用Spring导致c3p0数据库死锁问题 aijuans springSpring 入门Spring 实例Spring3Spring 教程
    这个问题我实在是为整个 springsource 的员工蒙羞 如果大家使用 spring 控制事务，使用 Open Session In View 模式， com.mchange.v2.resourcepool.TimeoutException: A client timed out while waiting to acquire a resource from com.mchange.
  • 百度词库联想 annan211 百度
    <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"> <title>RunJS</title&g
  • int数据与byte之间的相互转换实现代码 百合不是茶 位移int转bytebyte转int基本数据类型的实现
    在BMP文件和文件压缩时需要用到的int与byte转换,现将理解的贴出来;   主要是要理解;位移等概念 http://baihe747.iteye.com/blog/2078029   int转byte;   byte转int;   /** * 字节转成int,int转成字节 * @author Administrator *
  • 简单模拟实现数据库连接池 bijian1013 javathreadjava多线程简单模拟实现数据库连接池
    简单模拟实现数据库连接池 实例1： package com.bijian.thread; public class DB { //private static final int MAX_COUNT = 10; private static final DB instance = new DB(); private int count = 0; private i
  • 一种基于Weblogic容器的鉴权设计 bijian1013 javaweblogic
            服务器对请求的鉴权可以在请求头中加Authorization之类的key，将用户名、密码保存到此key对应的value中，当然对于用户名、密码这种高机密的信息，应该对其进行加砂加密等，最简单的方法如下： String vuser_id = "weblogic"; String vuse
  • 【RPC框架Hessian二】Hessian 对象序列化和反序列化 bit1129 hessian
     任何一个对象从一个JVM传输到另一个JVM，都要经过序列化为二进制数据(或者字符串等其他格式，比如JSON)，然后在反序列化为Java对象，这最后都是通过二进制的数据在不同的JVM之间传输(一般是通过Socket和二进制的数据传输)，本文定义一个比较符合工作中。   1. 定义三个POJO    Person类 package com.tom.hes
  • 【Hadoop十四】Hadoop提供的脚本的功能 bit1129 hadoop
    1. hadoop-daemon.sh 1.1 启动HDFS ./hadoop-daemon.sh start namenode ./hadoop-daemon.sh start datanode  通过这种逐步启动的方式，比start-all.sh方式少了一个SecondaryNameNode进程，这不影响Hadoop的使用，其实在 Hadoop2.0中，SecondaryNa
  • 中国互联网走在“灰度”上 ronin47 管理 灰度
    中国互联网走在“灰度”上（转） 文/孕峰   第一次听说灰度这个词，是任正非说新型管理者所需要的素质。第二次听说是来自马化腾。似乎其他人包括马云也用不同的语言说过类似的意思。   灰度这个词所包含的意义和视野是广远的。要理解这个词，可能同样要用“灰度”的心态。灰度的反面，是规规矩矩，清清楚楚，泾渭分明，严谨条理，是决不妥协，不转弯，认死理。黑白分明不是灰度，像彩虹那样
  • java-51-输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字。 bylijinnan java
    public class PrintMatrixClockwisely { /** * Q51.输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字。 例如：如果输入如下矩阵： 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • mongoDB 用户管理 开窍的石头 mongoDB用户管理
      1:添加用户    第一次设置用户需要进入admin数据库下设置超级用户（use admin）      db.addUsr({user:'useName',pwd:'111111',roles:[readWrite,dbAdmin]});    第一个参数用户的名字    第二个参数
  • [游戏与生活]玩暗黑破坏神3的一些问题 comsci 生活
        暗黑破坏神3是有史以来最让人激动的游戏。。。。但是有几个问题需要我们注意      玩这个游戏的时间，每天不要超过一个小时，且每次玩游戏最好在白天      结束游戏之后，最好在太阳下面来晒一下身上的暗黑气息，让自己恢复人的生气   &nb
  • java 二维数组如何存入数据库 cuiyadll java
    using System; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.Xml; using System.Xml.Serialization; using System.IO; namespace WindowsFormsApplication1 {
  • 本地事务和全局事务Local Transaction and Global Transaction(JTA) darrenzhu javaspringlocalglobaltransaction
    Configuring Spring and JTA without full Java EE http://spring.io/blog/2011/08/15/configuring-spring-and-jta-without-full-java-ee/ Spring doc -Transaction Management http://docs.spring.io/spri
  • Linux命令之alias - 设置命令的别名，让 Linux 命令更简练 dcj3sjt126com linuxalias
    用途说明 设置命令的别名。在linux系统中如果命令太长又不符合用户的习惯，那么我们可以为它指定一个别名。虽然可以为命令建立“链接”解决长文件名的问 题，但对于带命令行参数的命令，链接就无能为力了。而指定别名则可以解决此类所有问题【1】。常用别名来简化ssh登录【见示例三】，使长命令变短，使常 用的长命令行变短，强制执行命令时询问等。   常用参数 格式：alias 格式：ali
  • yii2 restful web服务[格式响应] dcj3sjt126com PHPyii2
    响应格式 当处理一个 RESTful API 请求时， 一个应用程序通常需要如下步骤 来处理响应格式： 确定可能影响响应格式的各种因素， 例如媒介类型， 语言， 版本， 等等。 这个过程也被称为 content negotiation。 资源对象转换为数组， 如在 Resources 部分中所描述的。 通过 [[yii\rest\Serializer]]
  • MongoDB索引调优（2）——[十] eksliang mongodbMongoDB索引优化
    转载请出自出处：http://eksliang.iteye.com/blog/2178555 一、概述       上一篇文档中也说明了，MongoDB的索引几乎与关系型数据库的索引一模一样，优化关系型数据库的技巧通用适合MongoDB，所有这里只讲MongoDB需要注意的地方 二、索引内嵌文档     可以在嵌套文档的键上建立索引，方式与正常
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    PO(persistant object) 持久对象 在o/r 映射的时候出现的概念,如果没有o/r映射,就没有这个概念存在了.通常对应数据模型(数据库),本身还有部分业务逻辑的处理.可以看成是与数据库中的表相映射的java对象.最简单的PO就是对应数据库中某个表中的一条记录,多个记录可以用PO的集合.PO中应该不包含任何对数据库的操作. VO(value object) 值对象 通
  • 算法复杂度 Wuaner Algorithm
    Time Complexity & Big-O： http://stackoverflow.com/questions/487258/plain-english-explanation-of-big-o http://bigocheatsheet.com/ http://www.sitepoint.com/time-complexity-algorithms/
按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他