㈠MODBUS规约
MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约， Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
最主要的是它被很多组态软件所兼容，开发速度较快，受到了很多工控厂商的追捧。但是协议还是有点小麻烦的。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus 协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。
在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
.主设备查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据
地址域功能域数据域错误检测域帧定界：
51单片机实现实现MODBUS RTU协议
一、通讯协议：
1、通讯传送方式：
通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容：
编码 8位二进制
起始位 1位
数据位 8位
奇偶校验位 1位（偶校验位）
停止位 1位
错误校检 CRC（冗余循环码）
初始结构 = ≥4字节的时间
地址码 = 1 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校检 = 16位CRC码
结束结构 = ≥4字节的时间
地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。
功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为１(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。
数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。
读取保持寄存器（单个和多个，以字为最小单位）
设备地址：1～247
功能码：3H
数据地址：0～65535 具体范围与相关设备有关
数量：1～65535 具体范围与相关设备有关
校验码：CRC16校验
设备地址：1～247
功能码：3H
数据量：实际的读取数据数量
数据：返回数据的意义
a＝HoldStart
命令有误：
1)没有任何返回
bytN
设备地址：1～247
功能码：10H
数据地址：0～65535 具体范围与相关设备有关数量：1～122 具体范围与相关设备有关
字节数：设置的字节个数bytN= DataNum×2
数据：具体的字节数据
校验码：CRC16校验
设备地址：1～247
功能码：10H
数据地址：0～65535 具体范围与相关设备有关数量：1～122 具体范围与相关设备有关
校验码：CRC16校验
命令有误：
1）没有任何返回
uint16 testRegister; //用于测试字地址0
uint8 localAddr = 1; //地址
uint8 sendCount; //发送字节个数
uint8 receCount; //接收字节个数
uint8 sendPosi; //发送位置
uint8 sendBuf[32],receBuf[32]; //发送,接收缓冲区
uint8 checkoutError; //校验结果
uint8 receTimeOut; //接收超时
//CRC较验计算
uint16 crc16(uint8 *puchMsg, uint16 usDataLen)
{
uint8 uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC字节初始化*/
uint8 uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字节初始化*/
uint32 uIndex ; /* CRC循环中的索引*/
while (usDataLen--) /* 传输消息缓冲区*/
{
uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsg++ ; /* 计算CRC */ uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;
uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;
}
return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;
}//uint16 crc16(uint8 *puchMsg, uint16 usDataLen)
//MODBUS状态机,在主程序中调用即可
void checkComm0Modbus(void)
{
uint16 crcData;
uint16 tempData;
if(receCount > 4)
{
switch(receBuf[1])
{
// 其它的功能码可以参照协议自行编写
case 1://读取线圈状态(读取点16位以内)
case 3://读取保持寄存器(一个或多个)
case 5://强制单个线圈
case 6://设置单个寄存器
if(receCount >= 8)
{//接收完成一组数据
//应该关闭接收中断
UCSRB &= ~BIT(7);
if(receBuf[0]==localAddr && checkoutError==0) {
crcData = crc16(receBuf,6);
if(crcData == receBuf[7]+(receBuf[6]<<8))
{//校验正确
if(receBuf[1] == 1)
{//读取线圈状态(读取点16位以内)
readCoil();
}
else if(receBuf[1] == 3)
{//读取保持寄存器(一个或多个)
readRegisters();
}
else if(receBuf[1] == 5)
{//强制单个线圈
forceSingleCoil();
}
else if(receBuf[1] == 6)
{
//presetSingleRegister();
}
}
}
receCount = 0;
checkoutError = 0;
UCSRB |= BIT(7);
MODBUS协议、通讯格式、传输方式 淘宝店铺： MODBUS简介 MODBUS是一种单主站的主/从通信模式。MODBUS网络上只能有一个主站存在，主站在MODBUS网络上没有地址，从站的地址范围为 0 - 247，其中 0 为广播地址，从站的实际地址范围为 1 - 247。 MODBUS通信标准协议可以通过各种传输方式传播，如 RS232C、RS485、光纤、无线电等。 MODBUS具有两种串行传输模式，ASCII和RTU。它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。支持MODBUS协议的设备一般都支持 RTU 格式。 通信双方必须同时支持上述模式中的一种。 实际也就是发送与接收双方商量一下，定好规则，发送方想要接收方做某件事，就发送某种格式的信息给接收方，接收方收到信息后，按照事先约定好的规则分析信息，执行命令。 您如果愿意，也可以自己定义一个通讯规范，用PLC 或是VB 语言按照您自己定义的这个规范处理，如果您定义的这个规范可靠性、便于分析性超过MODBUS,那您的通讯规范就是最流行的了！ MODBUS 的通讯规范： 起始符 + 设备地址 + 功能代码 + 数据 + 校验和 + 结束符
通讯格式 通讯格式设置举例：9600，o，8，1 即： 波特率为9600； 校验方式为奇校验； 数据位为八位； 停止位为一位； ------------------------------------------------------------ 1、波特率： 波特率是每秒钟传输的数据位数；什么是位数呢？ 计算机处理的语言是"0"和"1"组合而成的信息，即机器语言！ 一个"0"或是一个"1"就是一个位； 设置波特率的作用？ 如果把波特率设为9600，即一秒钟之内能够传输9600个"0"或是"1"，它决定了通讯的数据传输速度。 常用的波特率数值有：2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200；
第一章MODBUS协议简介 MODBUS协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。 MODBUS协议在一根通讯线上使用RS485应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。 MODBUS协议只允许在主计算机和终端设备之间，而不允许独立的设备之间的数据交换，这就不会在使它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 1.1传输方式 传输方式是一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与MODBUS 协议– RTU方式相兼容的传输方式。 ◆Coding System 二进制编码8位 ◆Start bit 起始位1位 ◆Data bits 数据位8位 ◆Parity 校验无奇偶校验 ◆Stop bit 停止位1位 ◆Error checking 错误检测CRC（循环冗余校验） [注]瑞士DAE公司的网络电力仪表响应查询信号的时间为0.1 ~ 1.0秒（典型值为0.4秒） 1.2协议 当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“口”进入寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命令生成的被请求数据(Data)和一个校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应。 1.2.1数据帧格式 图 1 – 1 .数据帧格式 1.2.2地址（Address）域 地址域在帧的开始部分，由一个字节8位（0 ~ 255）组成，这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。
MODBUS-TCP ～ ～～ IEEE 802.3 CSMA/CD 10Mb/s (1)10 Base 5 RG-8 500m (2)10 Base 2 RG-58 185m (3)10 Base T UTP STP 100m ～～ 100Mb/s 802.3a 100 Base Tx 100 Base Fx ～～ 10/100M 100M “ ” (UTP) 100m 2 3km 100km 1000Mb/s 802.3z/802.3ab 10Gb/s 802.3ae ～ ～～ IEEE802.3 EN50081-2 EN50082-2 1 DIN UTP STP( ) ～TCP/IP 1. TCP/IP ～～ TCP/IP 20 80 X.25 TCP/IP ( ) TCP/IP TCP/IP TCP/IP
Internet TCP/IP TCP/IP ～～ TCP/IP OSI OSI TCP/IP 1 TCP/IP 2. Internet Protocol(IP) ～～IP Internet RFC79 ( RFC: Request For Comments ) ～～IP IP “ ” I/O IP IP IP “IP ” “ ” “ ” “ ” IP IP ～～IP IP 2
～～IP 4 ( 3 ) A 16387064 (1 126) B 64516 ( 128 191) C 254 ( 192 223) D (“0.0.0.0”) 1 (“255.255.255.255”) 3. Transmission Control Protocol (TCP) ～～TCP ( 4 ) RFC793 TCP TCP TCP
1．该规范的发展概况 原始版本1997年9月3日作为公共评论的草案。 再版1999年3月29日，即修订版1.0。 没有大的技术改动，仅作了补充说明。增加了附录A和B作为对一些常用执行问题的回应。 该Modbus/TCP规范在万维网上公开发行。它表明开发者的意愿是把它作为工业自动化领域具有互用性的标准。 既然MODBUS和MODBUS/TCP作为事实上的“实际”标准，而且很多生产商已经实现了它的功能，此规范主要是阐述在互连网上具有普遍可用性的基于TCP通讯协议的MODBUS 报文的特殊编码。 2. 概述 MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见，它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLC’s，I/O模块，以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 MODBUS/TCP协议是作为一种（实际的）自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知，该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而，本规范力图阐明MODBU S中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值，哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLC’s的“多余部分”。
它通过将配套报文类型“一致性等级”，区别那些普遍适用的和可选的，特别是那些适用于特殊设备如PLC’s的报文。 2.1 面向连接 在MODBUS中，数据处理传统上是无国界的，使它们对由噪音引起的中断有高的抵抗力，而且在任一端只需要最小的维护信息。 编程操作，另一方面，期望一种面向连接的方法。这种方法对于简单变量通过唯一的“登录”符号完成，对于Modbus Plus变量，通过明确的“程序路径”容量来完成，而“程序路径”容量维持了一种双向连接直到被彻底击穿。 MODBUS/TCP处理两种情况。连接在网络协议层很容易被辨认，单一的连接可以支持多个独立的事务。此外，TCP允许很大数量的并发连接，因而很多情况下，在请求时重新连接或复用一条长的连接是发起者的选择。 熟悉MODBUS的开发者会感到惊讶：为什么面向连接TCP协议比面向数据报的UDP 要应用广泛。主要原因是通过封装独立的“事务”在一个连接中，此连接可被识别，管理和取消而无须请求客户和服务器采用特别的动作。这就使进程具有对网络性能变化的适应能力，而且容许安全特色如防火墙和代理可以方便的添加。 类似的推理被最初的万维网的开发者所采用，他们选用TCP及端口80去实现一个作为单一事务的最小的环球网询问。 2.2 数据编码
MODBUS-RTU通讯协议简介 2008-10-10 17:27 1.1 Modbus协议简述 ACRXXXE系列仪表使用的是Modbus-RTU通讯协议，MODBUS协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。MODBUS协议在一根通讯线上使用主从应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。 Modbus协议只允许在主机（PC，PLC等）和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 1.2 查询—回应周期 1.2.1 查询 查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。 1.2.2 回应 如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：如寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。 1.3 传输方式 传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与Modbus 协议– RTU方式相兼容的传输方式。 每个字节的位： · 1个起始位 · 8个数据位，最小的有效位先发送 ·无奇偶校验位 · 1个停止位 错误检测(Error checking)：CRC（循环冗余校验） 1.4 协议 当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“端口”进入被寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命令生成的被请求数据(Data)和一个校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应，或者返回一个错误指示帧。 1.4.1 数据帧格式 Address Function Data Check 8-Bits 8-Bits N x 8-Bits 16-Bits 1.4.2 地址（Address）域 地址域在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0～255，
ModBus 协议 1.Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议，在中国，Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008。 2.ModBus网络：系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。 3.Modbus协议：控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。当在同一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通信标准。控制器能直接或经由Modem组网。
4.标准的Modbus口是使用RS-232-C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。 5.Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。 6.从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括：确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。 如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。 7.查询：数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息：从何寄存器开始读、要读的寄存 器数量，错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法 回应：查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：像寄存器值或状
MODBUS通信协议 HZR、HZC系列产品采用RS485、RS232、CAN、EtherNet（TCPIP）等通信方式与当地监控系统或上一级调度自动化系统连接。MODBUS是应用层协议，可基于上述通信媒介进行系统互连。MODBUS采用直接内存访问的模式，其基本协议定义了内存访问的具体细节，各应用程序或系统互连时只须提供内存地址表即可。 一、HZR、HZC系列产品支持的MODBUS命令 1、连续读n个字（功能码03H） 下行： 设备地址（BYTE）：01H～FFH 功能码（BYTE）：03H 起始地址（WORD）：0000H～FFFFH 读的字数（WORD）：0001H～007DH 校验码（WORD）：以上所有字节的CRC16校验和 上行： 设备地址（BYTE）：01H～FFH 功能码（BYTE）：03H 数据长度（BYTE）：01H～FAH 数据内容（BYTE）：读到的具体数据 数据内容（BYTE）：读到的具体数据 。。。 数据内容（BYTE）：读到的具体数据 校验码（WORD）：以上所有字节的CRC16校验和 2、写1个字（功能码06H） 下行： 设备地址（BYTE）：01H～FFH 功能码（BYTE）：06H 起始地址（WORD）：0000H～FFFFH 写入数据（WORD）：0001H～FFFFH 校验码（WORD）：以上所有字节的CRC16校验和 上行： 设备地址（BYTE）：01H～FFH 功能码（BYTE）：06H 起始地址（WORD）：0000H～FFFFH 写入数据（WORD）：0001H～FFFFH 校验码（WORD）：以上所有字节的CRC16校验和 3、连续写n个字（功能码10H）
Modbus通讯协议 下表是Modbus的功能格式： 1、读可读写数字量寄存器（线圈状态）： 计算机发送命令：[设备地址] [命令号01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例：[11][01][00][13][00][25][CRC低][CRC高] 意义如下： <1>设备地址：在一个485总线上可以挂接多个设备，此处的设备地址表示想和哪一个设备通讯。例子中为想和17号(十进制的17是十六进制的11)通讯。 <2>命令号01：读取数字量的命令号固定为01。 <3>起始地址高8位、低8位：表示想读取的开关量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为19。 <4>寄存器数高8位、低8位：表示从起始地址开始读多少个开关量。例子中为37个开关量。
<5>CRC校验：是从开头一直校验到此之前。在此协议的最后再作介绍。此处需要注意，CRC校验在命令中的高低字节的顺序和其他的相反。 设备响应：[设备地址] [命令号01] [返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC 校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例：[11][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高] 意义如下： <1>设备地址和命令号和上面的相同。 <2>返回的字节个数：表示数据的字节个数，也就是数据1，2...n中的n的值。 <3>数据1...n：由于每一个数据是一个8位的数，所以每一个数据表示8个开关量的值，每一位为0表示对应的开关断开，为1表示闭合。比如例子中，表示20号(索引号为19)开关闭合，21号断开，22闭合，23闭合，24断开，25断开，26闭合，27闭合...如果询问的开关量不是8的整倍数，那么最后一个字节的高位部分无意义，置为0。 <4>CRC校验同上。 2、读只可读数字量寄存器（输入状态）： 和读取线圈状态类似，只是第二个字节的命令号不再是1而是2。 3、写数字量（线圈状态）：
智能三相电参数数据综合采集模块 MODBUS通讯协议说明 目录 一、Modbus通讯规约简介 二、Modbus－ASCII通讯协议说明 三、Modbus－RTU通讯协议说明 四、Modbus协议的功能码与所对应的数据表 五、数据计算 六、Modbus通讯规约介绍 （一）MODBUS通讯规约简介 （二）MODBUS的两种传输方式 （三）Modbus消息帧 （四）MODBUS通讯错误检测方法 一、Modbus通讯规约简介 支持的通讯规约有4种：（ASCII码）研华ADAM兼容通讯协议、十六进制LC-02协议、MODBUS-ASCII、MODBUS-RTU。 “MODBUS通讯协议说明”描述了串行口通讯的读、写命令格式及内部信息数据的定义，数据计算，以便第三方开发使用。 MODBUS通讯规约是与Modicon系统相兼容的Modbus通讯规约。 二、MODBUS－ASCII通讯协议说明 1、 2、MODBUS－ASCII协议中的通讯波特率：1200，2400，4800，9600，19200BPS。 3、 4、MODBUS－ASCII协议格式： 上位机发送： ：单元地址功能码起始地址读取点数LRC校验CR LF 下位机响应： ：单元地址功能码字节数数据LRC校验CR LF 命令格式： 呼叫：AA FF SSSS NNNN LL
FF 功能号 SSSS 起始通道 NNNN 通道数 XX 数据字节长度 HHHH 数据字节 LL 校验和
Modbus通讯协议 图片： 图片： 图片：
Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。 当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。 Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master 端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。
Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP 协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。 下面我来简单的给大家介绍一下，对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。 下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较： 通过比较可以看到，ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记，因此在进行程序处理时能更加方便，而且由于传输的都是可见的ASCII字符，所以进行调试时就更加的直观，另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII 字符，RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输，比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII就需要传输’F’’9’的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说，如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议，如果所需传输的数据量比较大，最好能使用RTU协议。
Modbus是一种单主站的主/从通信模式。Modbus网络上只能有一个主站存在，主站在Modbus网络上没有地址，从站的地址范围为0 - 247，其中0 为广播地址，从站的实际地址范围为1 - 247。Modbus通信标准协议可以通过各种传输方式传播，如RS232C、RS485、光纤、无线电等。 Modbus具有两种串行传输模式，ASCII 和RTU。它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。支持Modbus 协议的设备一般都支持RTU 格式。通信双方必须同时支持上述模式中的一种。 上面说的是官话，下面是我说的大白话： modbus协议也只是通讯协议的一种，没什么神秘的，通讯协议包括两个方面： 一、通讯格式，即：波特率，检验方式，数据位，停止位 波特率：一秒钟传送的位数，也就是通讯速率；比如波特率为9600，即，一秒种可以传送9600个位数，位的概念看下面的数据位介绍 校验方式：奇校验或偶校验或无校验，目的是判断传输过程中是否有错误！它只是用于判断一个字符（比如八个位或是七个位组成一个字符）传输是否有错误。但是它并不能完全能够判断传输是否有错。比如偶校验，在检验送八个“11111111”时，如果到达接收方，由于干扰而变成了“10111101”，“1”的个数仍然是偶数，接收方就判断不出来传送的字符已经错误！ 数据位：传输一个字符由几个位组成，计算机的基本单位就是“位”，其值非“0”即“1”，又如传送A，定义通讯格式时，是定义的八位，其传送的数据可能就是：00001010； 停止位：传输一个字符有几个停止位，用天判断某个字符是否传输结束，以便开始接收下一个字符。 通讯格式的作用是规范发送方与接收方的传输格式，如果双方通讯格式不一样，接收方就不可能正确判断发送方发来的东西是什么。 比如，接收方设置的波特率是10（一秒只接收十个位）位，而发送方的波特率是20（一秒发送二十个位），那么发送方一秒种发送的20个字符，接收方就不可能都收到，只能接收到10个，造成通讯出错。 校验方式：双方校验方式不一样，就没有一个统一的标准认定传输是否有错误。 数据位，接收方设定的七位，即它接收到七个位就认为是一个字符，而实际发送方设定的是八位，那么接收方认定的字符与发送方发送的字符就不一样了。 ***参预通讯的双方设定的通讯格式必须一样的！！ 二、通讯规范（这个词是我自己定义的，不能引用，会被人笑话的） 通讯格式只是保证接收方正确地接收到发送方传输过来的每一个字符（实际如上所述，检验方式并不能保证完全正确，还要靠通讯规范中的校验和计算来验证整体正确性，下面会继续说明），那么接收到的整串字符做什么用呢，就要靠通讯规范了 MODBUS的通讯规范很简单！ 先说ASCII方式：
v1.0可编辑可修改1．该规范的发展概况 原始版本1997 年 9 月 3 日作为公共评论的草案。 再版 1999 年 3 月 29 日，即修订版。 没有大的技术改动，仅作了补充说明。增加了附录 A 和 B 作为对一些常用执行问题 的回应。 该 Modbus/TCP规范在万维网上公开发行。它表明开发者的意愿是把它作为工业自动化领 域具有互用性的标准。 既然 MODBUS和 MODBUS/TCP作为事实上的“实际”标准，而且很多生产商已经实现了它的功能，此规范主要是阐述在互连网上具有普遍可用性的基于TCP通讯协议的MODBUS报文的特殊编码。 2.概述 MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见，它覆盖了使用TCP/IP 协议的“Intranet”和“ Interne t ”环境中 MODBUS报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLC’s， I/O 模块，以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 MODBUS/TCP协议是作为一种（实际的）自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知，该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而，本规范力图阐明MODBUS中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值，哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于 PLC’s的“多余部分”。 它通过将配套报文类型“一致性等级”，区别那些普遍适用的和可选的，特别是那 些适用于特殊设备如PLC’s的报文。 面向连接
在 MODBUS中，数据处理传统上是无国界的，使它们对由噪音引起的中断有高的抵抗力，而且在任一端只需要最小的维护信息。 编程操作，另一方面，期望一种面向连接的方法。这种方法对于简单变量通过唯一 的“登录” 符号完成，对于 Modbus Plus 变量，通过明确的“程序路径”容量来完成，而“程序路径”容量维持了一种双向连接直到被彻底击穿。 MODBUS/TCP处理两种情况。连接在网络协议层很容易被辨认，单一的连接可以支持 多个独立的事务。此外，TCP允许很大数量的并发连接，因而很多情况下，在请求时重新连 接或复用一条长的连接是发起者的选择。 熟悉 MODBUS的开发者会感到惊讶：为什么面向连接TCP协议比面向数据报的UDP 要应用广泛。主要原因是通过封装独立的“事务”在一个连接中，此连接可被识别，管理和取消而无须请求客户和服务器采用特别的动作。这就使进程具有对网络性能变化的适应能 力，而且容许安全特色如防火墙和代理可以方便的添加。 类似的推理被最初的万维网的开发者所采用，他们选用TCP及端口 80 去实现一个作为单一事务的最小的环球网询问。 数据编码 MODBUS采用“ big - endian ”来表示地址和数据对象。 这就意味着当一个数字表示的数量大于所传输的单一字节，最大有效字节将首先被 发送。例如： 16 bits 0x1234 将为0x12 0x34 32 bits 0xL 将为0x12 0x34 0x56 0x78 参考编号的解释
MODBUS RTU详细解释 Modbus一个工业上常用的通讯协议、一种通讯约定。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU 最常用，比较简单，在单片机上很容易实现。虽然RTU比较简单，但是看协议资料、手册说得太专业了，起初很多内容都很难理解。 所谓的协议是什么？就是互相之间的约定嘛，如果不让别人知道那就是暗号。现在就来定义一个新的最简单协议。例如， 协议：“A”--“LED灭” “B”--“报警” “C”--“LED亮” 单片机接收到“A”控制一个LED灭，单片机接收到“B”控制报警，单片机接收到“A”控制一个LED亮。那么当收到对应的信息就执行相应的动作，这就是协议，很简单吧。 先来简单分析一条MODBUS-RTU报文，例如：0106000100179804 0106000100179804 从机地址功能号数据地址数据CRC校验 这一串数据的意思是：把数据0x0017(十进制23)写入1号从机地址0x0001数据地址。 先弄明白下面的东西。 1、报文 一个报文就是一帧数据，一个数据帧就一个报文：指的是一串完整的指令数据，就像上面的一串数据。 2、CRC校验 意义：例如上面的9804是它前面的数据（010*********）通过一算法（见附录2，很简单的）计算出来的结果，其实就像是计算累加和那样。（累加和：就是010*********加起来的值，然后它的算法就是加法）。 作用：在数据传输过程中可能数据会发生错误，CRC检验检测接收的数据是否正确。比如主机发出010600 010*******，那么从机接收到后要根据010*********再计算CRC校验值，从机判断自己计算出来的CRC校验是否与接收的CRC校验（9804主机计算的）相等，如果不相等那么说明数据传输有错误这些数据不能要。 3、功能号 意义：modbus定义。见附录1。 作用：指示具体的操作。 MODBUS-RTU 一、一个报文分析 先声明下我们的目的，我们是要两个设备通讯，用的是MODBUS协议。上面简单介绍了：“报文”“CRC校验”“功能号”。 在单片机中拿出一部分内存（RAM）进行两个设备通讯，例如：
关于51单片机上实现modbus协议 你找一个MODBU的协议详细资料好好看看，就是一种通讯约定，你按照它规定的格式通讯就可以了 协议发送给询问方。Modbus协议包括ASCII、RTU TCP等，并没有规定物理层。此协议定 义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的 Modicon控制器使用 RS232C实现串行的 Modbus。 Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用 Maser/Slave 方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读 写。Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC 校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个 面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某 Slave 站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动 接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。下面我来简单的给大家介绍一下，对于Modbus 的ASCII、RTU和 TCP协议来说，其中 TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两 个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议 发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。下表是ASCII协议 和RTU协议进行的比较：协议开始标记结束标记校验传输效率程序处理 ASCII :（冒号）CR,LF LRC低直观，简单，易调试 RTU无无CRC高不直观，稍复杂 通过比较可以看到，ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记，因此在进行程序处理时能更加方便，而且由于传输的都是可见的ASCII字符，所以进行调试时就更加的直观，另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII字符，RTL传输的数据每 一个字节ASCII都要用两个字节来传输，比如RTU传输一个十六进制数 0xF9,ASCII就需要 传输''9'的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说， 如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议，如果所需传输的数据量比较大，最 好能使用RTU协议。 下面对两种协议的校验进行一下介绍。 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。下面是它的 VC代码：
Modbus 在 TCP/IP 网络上的实现
1. Modbus 协议是一个开发性协议 IANA（Internet Assigned Numbers Authority 互联网编号分配机构）已 为 Modbus 协议指配 TCP / UDP 知名端口 502 2. Modbus 协议是一个标准协议 IETF（ The Internet Engineering Task Force ）国际互联网工程任务组织提议将 Modbus 协议作为因特网标准 协议是自动化领域中广泛使用“实事”标准 3. 以太网（快速以太网） 是目前最流行的 LAN 技术 IEEE802.3 中定义的以太网和以太网 II 4. TCP\IP 模型 描述因特网协议的组合 5. Modbus TCP/IP 通信结构： Modbus TCP/IP 通信设备： TCP/IP 网络的 Modbus TCP/IP 客户机和服务器设备互连设备，如：在 TCP/IP 网络和串行链路子网之间互连的网桥、路由器或网关等设备。 即 Modbus TCP/IP 基本设备包括：Modbus TCP/IP Server、Modbus TCP/IP Client、以及其他相关以太网设备，如路由器和交换机等。
客户机 串行链路
Modbus TCP/IP
Modbus
客户机
Modbus TCP/IP
客户机
客户机 TCP/IP 网关
Modbus TCP / IP
Modbus TCP/IP
服务器
Modbus TCP/IP
服务器
服务器 TCP/I 网关
服务器 串行链路
Modbus
Modbus
服务器 串行链路
Modbus
串行链路
Modbus TCP/IP 的数据帧：