Modbus通信协议--RTU

一、RTU介绍

MODBUS协议支持多种功能码，不同的功能码对应不同的操作：

0x01	读线圈状态
0x02	读离散输入状态
0x03	读保持寄存器
0x04	读输入寄存器
0x05	写单个线圈
0x06	写单个保持寄存器
0x0F	写多个线圈
0x10	写多个保持寄存器

二、实验

1.0x03功能码读单个保持寄存器

1.1 请求帧格式

从站地址	功能码	起始地址（高位）	起始地址（低位）	数量（高位）	数量（低位）	校验码（低位）	校验码（高位）
0x01	0x03	0x00	0x45	0x00	0x01	XX	XX

• 0x01：从地址（Slave Address）。这个值表示这是发送给地址为1的从设备。

• 0x03：功能码（Function Code）。这个值表示这是一个读取保持寄存器（Read Holding Registers）的请求。

• 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节一起表示从哪个寄存器地址开始读取。0x0045等于十进制的69。

• 0x00 0x01：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节一起表示读取的寄存器数量。0x0001等于十进制的1。

• XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

总结：这个Modbus数据帧请求读取从地址为1的设备从地址69开始的1个保持寄存器。

同理这个Modbus数据帧请求读取从地址为1的设备从地址66开始的1个保持寄存器。

1.2 应答帧格式

从站地址	功能码	字节计数	字节一（高位）	字节一（低位）	校验码（低位）	校验码（高位）
0x01	0x03	0x02	0x00	0x00	YY	YY

• 0x01：从地址（Slave Address）。这个值表示这是从地址为1的设备发出的响应。

• 0x03：功能码（Function Code）。这个值表示这是一个读取保持寄存器（Read Holding Registers）的响应。

• 0x02：字节数（Byte Count）。这个值表示响应的数据部分包含2个字节。

• 0x00 0x00：数据（Data）。这两个字节表示从指定的寄存器读取到的值。在这个例子中，读取到的值是0x0000，即十进制的0。

• YY YY：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

总结：这个数据帧表示从地址为1的设备，从地址69开始响应的数据部分包含2个字节（0x02）。 且从这个指定的寄存器读取到的值是0x0000。

同理从地址69开始响应的数据部分包含2个字节（0x02）。 且从这个指定的寄存器读取到的值是0x0001。

2.0x06功能码写入单个保持寄存器

2.1 请求帧格式

从站地址	功能码	寄存器高	寄存器低	写入值高	写入值低	校验码（低位）	校验码（高位）
0x01	0x06	0x00	0x45	0x33	0x01	XX	XX

• 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。

• 0x06：功能码（Function Code）。表示这是一个写单个寄存器的请求。

• 0x00 0x45：寄存器地址（Register Address）。这两个字节表示要写入的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

• 0x33 0x01：寄存器值（Register Value）。这两个字节表示要写入寄存器的值。0x3301可以表示为十进制的13057。

• XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

在写入之后，可以用0x03功能码读取0x45地址的数据查看是否写入成功，可以从图中验证看到，0x3301成功写入0x45地址。

2.2 应答帧格式

原报文返回。

3.0x10功能码写入多个保持寄存器

3.1 请求帧格式

从站地址	功能码	起始地址（高位）	起始地址（低位）	数量（高位）	数量（低位）	字节数	写入数值	校验码（低位）	校验码（高位）
0x01	0x10	0x00	0x45	0x00	0x02	0x04	0x138A 0x1388	XX	XX

• 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。

• 0x10：功能码（Function Code）。表示这是一个写多个寄存器的请求。

• 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节表示要写入的第一个寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

• 0x00 0x02：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节表示要写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。

• 0x04：字节计数（Byte Count）。这个值表示接下来要写入的数据字节数。在这个例子中两个寄存器就是是4个字节。

• 0x138A 0x1388：寄存器值（Register Values）。表示要写入寄存器的数据。由于有两个寄存器，每个寄存器占两个字节，所以这里总共4个字节：

  • 0x138A
  • 0x1388

• XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

在写入之后，可以用0x03功能码读取0x45地址的数据查看是否写入成功，可以从图中验证看到，0x138A，0x1388成功写入从0x45开始往后的两个寄存器地址。

3.2 应答帧格式

从站地址	功能码	起始地址（高位）	起始地址（低位）	数量（高位）	数量（低位）	校验码（低位）	校验码（高位）
0x01	0x10	0x00	0x45	0x00	0x02	YY	YY

• 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是从地址为1的从设备发出的响应。

• 0x10：功能码（Function Code）。表示这是一个写多个寄存器的响应。

• 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节表示写入操作开始的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

• 0x00 0x02：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节表示写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。

• YY YY：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

4.0x17功能码写入多个保持寄存器并读

4.1 请求帧格式

• 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。
• 0x17：功能码（Function Code）。表示这是一个读取/写入多个寄存器的请求。
• 0x00 0x45：读取起始地址（Read Starting Address）。这两个字节表示要读取的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。
• 0x00 0x02：读取寄存器数量（Quantity of Registers to Read）。这两个字节表示要读取的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。
• 0x00 0x45：写入起始地址（Write Starting Address）。这两个字节表示要写入的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。
• 0x00 0x02：写入寄存器数量（Quantity of Registers to Write）。这两个字节表示要写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。
• 0x04：写入字节计数（Write Byte Count）。表示接下来要写入的数据字节数。在这个例子中是4个字节。
• 0x11 0x22：第一个寄存器的值。表示要写入的值是0x1122。
• 0x13 0x88：第二个寄存器的值。表示要写入的值是0x1388。
• 0xA6 0x1C：CRC校验码（CRC Checksum）。用于错误检测。

4.2 应答帧格式

• 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是从地址为1的从设备发出的响应。
• 0x17：功能码（Function Code）。表示这是一个读/写多个寄存器的响应。
• 0x04：字节计数（Byte Count）。表示接下来的数据字节数。在这个例子中是4个字节。
• 0x11 0x22：读取的第一个寄存器的值。表示从请求中读取的值是0x1122。
• 0x13 0x88：读取的第二个寄存器的值。表示从请求中读取的值是0x1388。
• 0x51 0x47：CRC校验码（CRC Checksum）。用于错误检测。

4.3 写入数据问题总结

从图中可见，我在0x46地址写入0x1313之后，在应答帧中读取显示0x1310，并没有写入成功，这是因为有的寄存器地址存放的数值是动态变化的，写入之后，它又被动态变化的数值给覆盖