Modbus协议在串口通信中的应用 (modbus协议)

Modbus协议在串口通信中的应用

一、引言

随着工业自动化程度的不断提高，各种通信协议在工业生产过程中扮演着至关重要的角色。
其中，Modbus协议作为一种广泛应用于工业领域的通信协议，以其简单、高效、可靠的特点受到广大工程师的青睐。
本文将详细介绍Modbus协议在串口通信中的应用，帮助读者更好地理解和应用该协议。

二、Modbus协议概述

Modbus是一种串行通信协议，广泛应用于工业控制系统中。
它采用主从站模式，即一个主设备控制多个从设备，实现数据的采集和控制。
Modbus协议分为ASCII和二进制两种模式，支持多种传输介质，如双绞线、光纤等。
其特点包括：简单易用、传输效率高、实时性强等。

三、串口通信基础

串口通信是一种通过串行端口进行数据通信的方式，具有传输距离远、成本低等优点。
在工业自动化领域，串口通信广泛应用于设备间的数据交换。
串口通信的主要参数包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验等。

四、Modbus协议在串口通信中的应用

1. 连接建立

在串口通信中，使用Modbus协议首先需建立连接。
主设备通过串口发送连接请求，从设备收到请求后响应并建立连接。
连接建立过程中，双方需协商一致的参数包括波特率、数据格式等。

2. 数据传输

Modbus协议的数据传输过程采用请求-响应模式。
主设备发送请求数据，从设备接收请求并处理，然后返回响应数据。
请求和响应的数据格式包括功能码、地址、数据等。
在串口通信中，Modbus协议的数据传输应确保数据的正确性和实时性。

3. 功能实现

Modbus协议支持多种功能，如读取/写入从设备的寄存器、诊断等。
在串口通信中，这些功能的实现需遵循Modbus协议的规定，确保主设备和从设备之间的正确通信。

五、Modbus协议的应用优势及案例分析

1. 应用优势

（1）简单易用：Modbus协议的通信规则简单明了，易于工程师学习和应用。

（2）传输效率高：Modbus协议采用二进制或ASCII模式传输数据，具有较高的传输效率。

（3）实时性强：Modbus协议适用于实时性要求较高的工业控制系统。

（4）兼容性广：Modbus协议支持多种设备和传输介质，具有良好的兼容性。

2. 案例分析

以工业自动化领域的温度控制系统为例，Modbus协议在串口通信中的应用可以实现主设备与从设备（如温度传感器、控制器等）之间的数据交换。
主设备通过Modbus协议读取从设备的温度数据，并根据设定值控制从设备的运行。
这一应用提高了温度控制系统的自动化程度，降低了人工干预成本，提高了生产效率。

六、Modbus协议的应用注意事项

1. 遵循协议规范：在应用Modbus协议时，需严格遵守协议的规范和要求，确保通信的正确性。
2. 参数配置：根据实际需求配置串口通信参数，如波特率、数据格式等。
3. 数据校验：在数据传输过程中，应进行数据校验，确保数据的正确性。
4. 实时监控：在应用过程中，需实时监控通信状态，及时处理异常情况。

七、结论

本文详细介绍了Modbus协议在串口通信中的应用，包括连接建立、数据传输、功能实现等方面。
通过案例分析，展示了Modbus协议的应用优势和实际效果。
在实际应用中，需注意遵循协议规范、参数配置、数据校验和实时监控等事项。
希望本文能帮助读者更好地理解和应用Modbus协议，为工业自动化领域的通信提供更多可能性。

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modbus协议是什么？

功能码16号命令请求格式（从设备地址为1、Modbus功能码16、Modbus寄存器开始地址0、写寄存器个数10）：01 10 00 00 00 0A 14 12 34 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 43 21 84 93

字节0为从设备ID、字节1为功能码（十六进制）、字节2-3为Modbus寄存器开始地址、字节4-5为寄存器个数、字节6为发送字节个数、字节7-26为发送数据（20个字节）、字节27-28为RCR校验。

功能码15号命令请求格式（从设备地址为1、Modbus功能码15、Modbus寄存器开始地址0、写位变量个数16，即2个字节）：01 0F 00 00 00 10 02 01 00 E3 B0

字节0为从设备ID、字节1为功能码（十六进制）、字节2-3为Modbus寄存器开始地址、字节4-5为Modbus寄存器格式、字节6为发送字节个数、字节7-8为发送数据（2个字节即16个位）、字节9-10为CRC校验。

扩展资料

Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子，一个由测量温度和湿度的装置，并且将结果发送给计算机。

在数据采集与监视控制系统（SCADA）中，Modbus通常用来连接监控计算机和远程终端控制系统（RTU）。

Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。 大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。

MODBUSRTU通讯协议中，功能码为15、16的请求格式怎么写，各个字节代表什么含义？

在MODBUSRTU通讯协议中，功能码15和16分别对应两种不同的请求格式，用于控制数据的读取和写入操作。让我们分别来看看它们的详细构成：

功能码16（写寄存器）的请求格式如下：

这一串数据中，字节0代表从设备的地址（1），字节1（十六进制）是功能码（16），字节2-3是寄存器起始地址（0），字节4-5表示要写入的寄存器数量（10），字节6是发送字节数，接下来的20字节（字节7-26）是实际的数据，最后两字节（字节27-28）是循环冗余校验（RCR）。

而功能码15（写位变量）的请求格式如下：

010F100E3B0

在这一格式中，字节0同样为设备地址（1），字节1是功能码（15），字节2-3是寄存器起始地址（0），字节4-5表示位变量的格式，字节6是发送字节数，字节7-8是数据（2个字节，对应16个位），最后两字节（字节9-10）执行循环冗余校验（CRC）。

Modbus协议是一个广泛应用于工业自动化环境的通信标准，它支持多设备连接，如温度湿度测量装置与监控计算机之间的通信。 在SCADA系统中，Modbus被用来连接监控计算机和远程终端控制系统（RTU），而串口EIA-485是常见的物理层实现方式。 要了解更多关于Modbus通讯协议的信息，可以参考网络百科的相关内容。

串口通信如何使用MODBUS协议？

Modbus两种协议的编程方法：1、LRC校验LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。 LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计算LRC，并将它和接收到消息中LRC域中的值比较，如果两值不等，说明有错误。 LRC校验比较简单，它在ASCII协议中使用，检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。 它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加1即可。 下面是它对应的代码： BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码 { BYTE byLrc = 0; char pBuf[4]; int nData = 0; for(i=1; i<end; i+=2)//i初始为1，避开“开始标记”冒号 { //每两个需要发送的ASCII码转化为一个十六进制数 pBuf [0] = pSendBuf [i]; pBuf [1] = pSendBuf [i+1]; pBuf [2] = \0; sscanf(pBuf,%x,& nData); byLrc += nData; } byLrc = ~ byLrc; byLrc ++; return byLrc; } 2、CRC校验 CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。 它由传输设备计算后加入到消息中。 接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。 CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。 仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。 CRC产生过程中，每个8位字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以0填充。 LSB被提取出来检测，如果LSB为1，寄存器单独和预置的值或一下，如果LSB为0，则不进行。 整个过程要重复8次。 在最后一位（第8位）完成后，下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。 最终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。 CRC添加到消息中时，低字节先加入，然后高字节。 下面是它对应的代码： WORD GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码 { WORD wCrc = WORD(0xFFFF); for(int i=0; i<nEnd; i++) {wCrc ^= WORD(BYTE(pSendBuf[i]));for(int j=0; j<8; j++){ if(wCrc & 1) {wCrc >>= 1; wCrc ^= 0xA001; } else{wCrc >>= 1; }} } return wCrc;}对于一条RTU协议的命令可以简单的通过以下的步骤转化为ASCII协议的命令：1、 把命令的CRC校验去掉，并且计算出LRC校验取代。 2、 把生成的命令串的每一个字节转化成对应的两个字节的ASCII码，比如0x03转化成0x30,0x33（0的ASCII码和3的ASCII码）。 3、 在命令的开头加上起始标记“:”，它的ASCII码为0x3A。 4、 在命令的尾部加上结束标记CR,LF（0xD,0xA），此处的CR,LF表示回车和换行的ASCII码。 掌握两种协议的编程方法，剩下的就是C语言的问题了。