modbus 协议（1）

       提到通信方式，一般包括两方面的内容：物理接口和通信协议。物理接口是指RS232、RS485、RJ-45等；通信协议是指modbus、PPI、Profibus、自定义的协议等。

     Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。（此段是摘抄。。。）

下面主要介绍modbus协议，modbus协议是公开的，应用非常广泛。

1、modbus通信方式

 （1） 通信采用主—从原则，即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。

     典型的主设备：主机和可编程仪表。

     典型的从设备：可编程控制器。

     主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。

     如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。

      Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。
      如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

（2）查询和回应

     查询消息中包含的地址码用于选中与该地址码对应的从设备；功能码告之被选中的从设备要执行何种功能。

     从设备接收到主机的查询请求，产生回应，在回应消息中的功能代码与查询消息中的功能代码相对应；数据段包括了从设备收集的数据。

（3）两种传输方式

       标准的Modbus有两种传输模式(ASCII或RTU)。在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数(波特率、校验方式等)。
      ASCII模式 ：所有信息以ASCII的形式发送和接收 ；如06H ----->30H   36H

     一个信息帧的格式：
   －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
   | 地址 | 功能代码 | 数据数量 | 数据1 ... 数据n | LRC高字节 | LRC低字节 | 回车 | 换行 |
   －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 
    RTU模式 ：所有信息以十六进制数的形式发送和接收 ；如06H

     一个信息帧的格式：
   －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
   | 地址 | 功能代码 | 数据数量 | 数据1 ... 数据n | CRC高字节 | CRC低字节 | 
   －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
    所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络，它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。在其它网络上(象MAP和Modbus Plus)Modbus消息被转成与串行传输无关的帧。
    因ASCII模式通讯效率较低，因此多采用RTU模式。

（4）Modbus RTU模式

    当采用RTU(远程终端单元)模式通信时，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。

代码系统
    8位二进制，十六进制数0...9，A...F
    消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成
每个字节的传输格式如下（即采用串行通信中的异步通信方式）：
    1个起始位
    8个数据位，最小的有效位先发送
    1个奇偶校验位，无校验则无
    1个停止位(有校验时)，2个Bit(无校验时)

2、信息格式

modbus协议的一个信息帧由地址码、功能码、数据区、CAC校验码四部分组成。

（1）地址码：地址码为通讯传送的第一个字节（8bit）。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，只有符合地址码的从机才能响应回送，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

（2）功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为１(比如功能码大于127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。

（3）数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区包含数据存放起始地址、数据长度、实际数据和参数等。实际的数据可以时数字量、模拟量；也可以时浮点数。

（4）CRC校验：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。