Modbus通讯协议初学

什么是Modbus?

顾名思义,它是一个bus,即总线协议。比如串口协议、IIC协议、SPI都是通讯协议。你接触到这种协议,相信你所处的行业是工业方面或者你的产品用于工业。

Modbus用来做什么?

用两个来概括：通讯。

4个种类的寄存器

线圈状态(Coil Status) 可读可写

离 散 输入状 态(Discrete Input Status) 只读

保 持 寄 存 器(Holding Register) 可读可写

输 入 寄 存 器（ Input Register）只读

协议速记

Modbus 是一主多从的协议

主控发出的数据里，必定含有如下信息：

① 设备地址：你要访问从设备 1，还是访问从设备 2

② 访问哪类寄存器，是读还是写，只访问 1 个寄存器，还是多个寄存器：这被称为功能码

③ 起始寄存器地址、寄存器数量：这在数据里定义

④ 为了保证数据传输的可靠，还附带有 CRC 检验码

以 Modbus RTU 协议为例，主控发出的数据包格式如下：

功能码

功能代码有哪些？常用的功能码如下：

① 读线圈状态（01）

② 读离散输入状态（02）

③ 写单个线圈（05）、写多个线圈（15）

④ 读保持寄存器（03）

⑤ 读输入寄存器（04）

⑥ 写单个保存寄存器（06）、写多个保存寄存器（16）

Modbus 报文帧

一个报文就是一帧数据，一个数据帧就一个报文： 指的是一串完整的指令数据，本质就是一串数据。

Modbus 报文是指主机发送给从机的一帧数据，其中包含着从机的地址，主机想执行的操作，校验码等内容。

Modbus 协议 RTU 报文格式如下所示：

帧结构 = 地址 + 功能吗 + 数据 + 校验

地址: 占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。

功能码：占用一个字节，功能码的意义就是，知道这个指令是干啥的，比如你可以查询从机的数据，也可以修改数据，所以不同功能码对应不同功能。

数据：根据功能码不同，有不同结构，在后续的实例中有说明。

校验：为了保证数据不错误，增加这个,然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，我再回复；如果不一样，说明你这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。

示例解读

以（0x01）读取线圈为例

从我上图的这个例子中，进行如下的解析

主机发送：07 01 00 00 00 08 3D AA
从机回复：07 01 01 20 50 D8

解析如下：
07(从设备地址) 01（功能码） 00 00（起始地址16bit，高位在前，低位在后） 00 08（寄存器数16bit 高位在前，低位在后） 3D AA （CRC校验） 

07(从设备地址) 01（功能码） 01（数据域字节数） 20（数据 1） 50 D8（校验） 

参考资料：

https://blog.csdn.net/qq_39400113/article/details/118369506