Modbus軟件開發實戰指南 之 開發自己的Modbus Poll工具 - 3


Modbus-RTU

一、數據分析
      兩個設備(單片機)通訊,用的是Modbus協議。
      在單片機中拿出一部分內存(RAM)進行兩個設備通訊,例如:
附件
說明:
       OX[20]   代表是輸出線圈,用功能碼 0x01,0x05,0x0F 訪問, 開頭地址是 0 (這個后續說明)
       IX[20]    代表是輸入線圈,用功能碼 0x02 訪問,開頭地址是 1 (這個后續說明)
另外兩個一樣的道理。
       注意:所謂的“線圈”“寄存器”就是“位變量”“16位變量”。之所以稱“線圈”因為Modbus最初是施耐德公司為其PLC制定的一種通訊協議很自然Modbus協議中的很多術語是和PLC中的術語相關的。

二、報文分析

       簡單分析一條Modbus-RTU報文,例如:01  06  00 01  00 17  98 04


       01               06                00 01           00 17          98 04
  從機地址        功能號          數據地址          數據         CRC校驗


       這一串數據的意思是:把數據 0x0017(十進制23) 寫入 1號從機地址 0x0001數據地址。

       一個報文就是一幀數據,一個數據幀就一個報文: 指的是一串完整的指令數據,就像上面的一串數據。

       98 04是它前面的數據(01 06 00 01 00 17)通過一算法(見附錄2)計算出來的結果,其實就像是計算累加和那樣(就是010600010017加起來的值,它的算法就是加法運算)

 

1、主機對從機寫操作

如果單片機接收到一個報文那么就對報文進行解析執行相應的處理,如上面報文:

 

    01                 06                00 01           00 17          98 04
  從機地址        功能號          數據地址          數據         CRC校驗

假如本機地址是 1 ,那么單片機接收到這串數據根據數據計算CRC校驗判斷數據是否正確,如果判斷數據無誤,則結果是:
       HoldDataReg[1]  =  0x0017;
Modbus主機就完成了一次對從機數據的寫操作,實現了通訊。

2、主機對從機讀操作

主機進行讀HoldDataReg[1] 操作,則報文是:

 

    01                 03               00 01              00 01              D5 CA

 從機地址        功能號          數據地址      讀取數據個數       CRC校驗

 

       那么單片機接收到這串數據根據數據計算CRC校驗判斷數據是否正確,如果判斷數據無誤,則結果是:返回信息給主機,返回的信息也是有格式的:

返回內容:  

 

    01             03               02                   0017           F8 4A

  從機地址   功能號     數據字節個數    兩個字節數據    CRC校驗

 

Modbus主機就完成了一次對從機數據的讀操作,實現了通訊。

三、Modbus報文模型

以上了解到了Modbus的一幀報文是如何通訊的,其實每個報文的格式都基本一樣的。
附件                     
 
ADU: 應用數據單元
PDU: 協議數據單元

四、Modbus數據模型

附件
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五、Modbus事務處理

      下列狀態圖描述了在服務器側Modbus事務處理的一般處理過程。
           
附件

六、Modbus請求與響應

      看Modbus協議手冊,中文第 10 頁開始,英文第 24 頁開始。手冊非常詳細舉例說明了Modbus協議各個功能號的請求與響應。

      Modbus任務處理函數(在單片機上實現過程)
附件
       函數中,RcvBuf 為串口接收緩沖區,如果接收了一個報文則,RcvBuf[0] 為從機地址,RcvBuf[0] 為MODBUS功能號。根據功能號做出響應,而具體的操作根據功能號在各自的函數中執行,相當於解析接收到的數據。

附錄1:Modbus-RTU功能碼
       最常用功能碼:
       下面“線圈”“寄存器”其實分別直的就是“位變量”“16位變量”
        01 (0x01)        讀線圈
        02 (0x02)        讀離散量輸入
        03 (0x03)        讀保持寄存器
        04(0x04)         讀輸入寄存器
        05 (0x05)        寫單個線圈
        06 (0x06)        寫單個寄存器
        15 (0x0F)        寫多個線圈
        16 (0x10)        寫多個寄存器

    附件

附錄2:CRC Generation

 

附件
 
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