MODBUS RTU 协议程序讲解 (modbus_comm_load)

本文档将详细讲解MODBUS RTU协议程序（modbus_comm_load）。

MODBUS RTU协议简介

MODBUS RTU是一种串行通信协议，常用于工业自动化系统中。它使用RS-485或RS-232串行接口进行通信。

MODBUS RTU消息格式如下：

• 设备地址（1字节）
• 功能码（1字节）
• 数据（可变长度）
• CRC校验（2字节）

设备地址用于标识消息发送到的设备。功能码指定了需要执行的操作（例如读取寄存器、写入寄存器等）。数据字段包含要读取或写入的数据。CRC校验用于检测传输过程中的错误。

modbus_comm_load程序

modbus_comm_load程序是一个用于通过RS-485或RS-232接口发送MODBUS RTU消息的程序。它提供了以下功能：

• 初始化串行通信接口
• 组装MODBUS RTU消息
• 发送消息并接收响应
• 解析响应并提取数据

程序结构

modbus_comm_load程序由以下主要功能组成：

• `init_serial`：初始化串行通信接口
• `send_message`：组装和发送MODBUS RTU消息
• `receive_response`：接收和解析MODBUS RTU响应
• `parse_response`：提取响应数据并检查错误

程序使用方法

要使用modbus_comm_load程序，需要提供以下信息：

• 串行通信接口的设备名称（例如“/dev/ttyUSB0”）
• 波特率（例如19200）
• 数据位（例如8）
• 停止位（例如1）
• 奇偶校验（例如偶校验）
• MODBUS设备地址
• MODBUS功能码
• 数据（可选）

可以通过命令行或编写C程序来调用modbus_comm_load程序。

示例

以下是一个在命令行中使用modbus_comm_load程序的示例：

./modbus_comm_load /dev/ttyUSB0 19200 8 1 N 1 0x03 0x10 0x00 0x00 0x01

此命令将发送一个读取10个寄存器（地址为0x0000）的MODBUS RTU消息到设备地址为1的设备，并打印响应。

错误处理

modbus_comm_load程序提供以下错误处理机制：

• 串行通信错误
• MODBUS CRC校验错误
• MODBUS错误响应（异常代码）

如果发生错误，程序将打印错误信息并退出。

结论

modbus_comm_load程序是一个强大的工具，可用于通过RS-485或RS-232接口发送和接收MODBUS RTU消息。它提供了一套全面的功能，包括初始化串行通信接口、组装MODBUS RTU消息、发送消息并接收响应、解析响应并提取数据。该程序易于使用，并提供健壮的错误处理机制。

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一图读懂modbus 协议

掌握Modbus协议，就像打开了工业通信的宝箱。Modbus，由Modicon公司在1979年诞生，因其免费、简单且接口丰富，已成为工业界的标准。它兼容多种电气接口，如RS232、RS485和TCP/IP，消息帧结构清晰简洁。它的核心在于线圈和寄存器的概念：线圈代表布尔值，寄存器则储存非布尔数据，划分了只读和读写区域，用数字标识，如1-4096。地址由区号和相对地址组成，通常在1-的范围内活动，功能码则扮演着行为指南的角色，区分读取、写入等操作。

Modbus是标准化的通信协议，支持串口和以太网，包含RTU、ASCII和TCP三种变种。功能码分为核心行为和诊断码，报文结构包括从站地址、功能码、数据和校验。理解计算机基础知识，如位与字节的转换、16进制的优势、高低字节的区别以及小端与大端模式，将有助于解析报文。例如，大端模式下，32位的0x在内存中的表示顺序是高地址到低地址。

深入解析Modbus报文格式：

当执行线圈预置操作时，将0x0106的值（从站地址、功能码）和0xCD00的值写入0x0013的线圈地址，覆盖到范围。

预置多寄存器操作：0x0087的地址写入2个寄存器，内容分别为0x0105和0x0A10。

在Modbus TCP中，与UDP的差异主要在于TCP的校验和及IP地址，MBAP报文头占据7字节的结构。

MBAP报文头示例：展示了TCP独有的报文头部设计。

让我们进一步探索以太网链路上的Modbus报文细节：

预置操作继续进行：单线圈0x00AC置位1号从站的，单寄存器0x0087预置值为的0x039E。

预置多线圈：写入0x0013的线圈-，共10个，值为0xCD00。

而预置多寄存器操作涉及和，内容分别为0x0105和0x0A10。

CRC校验是RTU传输过程中的关键步骤，确保数据的完整性，校验错误时，接收方会发现数据不匹配。