Modbus 通讯协议标准

简介：
Modbus是一种广泛应用的工业通信协议标准，它允许不同设备之间进行数据交换，支持多种物理层接口，广泛应用于自动化控制系统中。 ### Modbus 通信协议标准 #### 概述 Modbus 是一种串行通信协议，最初由1979年开发的Modicon（现为施耐德电气的一部分）设计，旨在提供工业电子控制器间通用的数据交换方式。随着技术的发展，它已成为自动化领域中设备之间广泛使用的数据传输标准之一，并支持多种物理层接口如RS-232、RS-485等，允许在主从模式下进行简单且有效的通信。 #### Modbus 通信协议核心功能解析 本章节将对Modbus 协议中的几个关键特性做详细说明： ##### 功能1：读取多个开关状态 (01) - **命令代码**：01 - **描述**：此指令用于从远程设备获取一组离散输入的状态，通常代表传感器或开关的当前状态。 - **示例**：如果需要从地址3开始读4个开关的状态，则将传输5字节的数据（每个字包含8位）。若总共需读取的是37个开关状态，那么剩余三位应设为0。 ##### 功能2：读取多个可写模拟量 (03) - **命令代码**：03 - **描述**：此功能用于从一组保持寄存器中获取数值，这些寄存器通常存储传感器的测量值如温度、压力等。 - **示例**：若需从地址3开始读取4个模拟量，则需要传输6字节的数据（每两个连续字代表一个模拟量）。如果仅需读取3个模拟量，最后一位应设为0。 ##### 功能3：只可读的输入寄存器 (04) - **命令代码**：04 - **描述**：此功能用于从接收传感器或其他外部设备数据的只读寄存器中获取数值。 - **说明**：与上一功能类似，每个模拟量占用两个字节。 ##### 功能4：设置单个开关状态 (05) - **命令代码**：05 - **描述**：此指令用于控制一个离散输出的状态。发送特定值（例如 0x0000 或 0xFF00）可以分别将该输出设定为“断开”或“闭合”。 - **示例**：如果要使地址3处的开关处于闭合状态，应发出如下指令: 05 03 FF 00。 ##### 功能5：写单个模拟量寄存器 (06) - **命令代码**：06 - **描述**：此功能用于向一个保持寄存器中写入数值。 - **示例**：若需将值1024写到地址3的寄存器，则发送如下指令: 06 03 04 00。 ##### 功能6：控制多个输出端口 (15) - **命令代码**：15 - **描述**：此功能用于同时设置多个离散输出的状态，每个状态由一个比特位表示。 - **示例**：若需操控8个不同的输出，则发送如下指令: 15 00 00 00 FF。 ##### 功能7：写入连续寄存器 (16) - **命令代码**：16 - **描述**：此功能允许一次性向多个相邻的寄存器中写入数据。 - **示例**：若需要将数值序列（如1024, 2048, 3072和4096）分别存储到从地址3开始的四个连续寄存器内，则应发送如下指令: 16 03 04 FF。 #### Modbus 协议特点 - **简洁性**：Modbus 设计精炼，易于理解和实现。 - **灵活性**：支持多种物理层接口和网络结构。 - **开放性**：不受任何特定厂商的限制，是公开的标准协议。 - **可靠性**：具备校验机制以确保数据传输准确性。 #### 总结 作为一种经典工业通信标准，Modbus 在自动化设备间的连接与控制中扮演着重要角色。通过理解上述功能码及其应用，可以更有效地利用该技术进行设备间的数据交换和控制系统设计。此外，在复杂应用场景下还可进一步探索如 Modbus TCP/IP 等扩展协议以适应现代网络环境的需求。