ModbusRTU串口读写报文解析

0. MODBUS速览

Modbus是一种通信协议，ModubsRTU是它的一种传输模式，通过这个协议能实现串口数据通讯。可以用C#控件读写串口，也可以直接使用开源的串口助手。

为了简化问题，本文只解析报文的格式，且只讨论异常状态、读多个保持寄存器与写多个保持寄存器。

报文分为上行报文和下行报文。下行报文指主机发送给从机的数据。上行报文指从机发送给主机的数据。当主机为计算机，从机为单片机时，主机和从机用USB转485连接时，下行报文就是计算机通过485串口发送给单片机的数据，上行报文就是计算机收到的来自单片机的数据。

1. MODBUS常用下行报文格式

<1>读多个保持寄存器下行报文

Modbus下行[0]报文格式-读取多个寄存器

名称	从机号[1]	功能码	起始地址	寄存器数量	CRC校验码[3]
占用字节	1字节	1字节	2字节	2字节	2字节
	例：01	03（读）[2]	例：0x03E8	例：0001

注[0]:

注[1]：Modbus协议规定存在一台主机和不少于一台的从机。从机数目大于1台时，不同的从机通讯口并联，不同的从机号区分开不同的从机。

注[2]：功能码代表对从机发出的请求类型。03表示读多个连续的寄存器，0x16表示写多个连续寄存器。

注[3]:CRC校验码是根据报文计算出的数据，用于核对数据，防止误码。

<2>写多个保持寄存器的下行报文

Modbus下行报文格式-写多个寄存器

名称	从机号	功能码	起始地址	寄存器数目N	字节数目2N	待写入数据	CRC校验码
占用字节	1字节	1字节	2字节	2字节	1字节	2N字节	2字节
	例：01	0x10（写）	例：0x07D0	例：02	例：04

2. MODBUS常见异常状态

<1>没有收到上行报文

有时候，通过串口助手发送下行报文后，主机却没有收到报文，常见原因如下。

A. 硬件问题

A1. 接触不良，或者AB线连接错误

A2. 单片机没有上电

应对方案：检查电路

B. 报文问题

B1. 校验码错误

B2. 报文格式错误

应对方案：检查报文

C.软件问题

C1: 单片机程序问题

应对方案：重新烧录程序

<2>收到的数据为异常码

若主机正常地接收到了上行报文，返回的功能码应该与下行报文一致。若出现异常，返回的功能码为原功能码加上0x80。

返回的从机号与下行报文一致。若从机不存在，不返回报文。

例：

下行报文

01 03 00 01 00 02

上行报文（异常）

01 83 02 C0 F1 

3. MODBUS常见上行报文格式

<1>写多个寄存器上行报文

Modbus上行报文格式-写多个寄存器

名称	从机号	功能码	起始地址	寄存器数量	CRC校验位
字节数	1	1	2	2	2
	例：01	0x10	例：0x07D0	例：0001

<2>读多个寄存器上行报文

Modbus上行报文格式-读多个寄存器

名称	从机号	功能码	字节数2N	读到的数据	CRC校验位
字节数	1	1	1	2N	2
	例：01	03	例：0x0A