科士达空调MatrｉｘAir系列-MODBUＳ-RＴU监控协议
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
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科士达科技股份有限公司
文件名称：Mｏｄbus_RＴＵ外部通讯协议
文件编号:
版本号：
修订日期:20１2．５.31
目录
1.协议总论 ............................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1范围?错误!未定义书签。
1．２通信接口及设置..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3监控内容?错误!未定义书签。
２． MＯＤBUS－RTU通信协议 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。３.监控地址表?错误!未定义书签。
1.协议总论
１.1范围
本文制定了我公司为实现精密空调集中监控而使用的通信协议规范，规定了精密空调和监控单元之间的通信协议。本协议使用于精密空调的ＭＯDBUS－ＲＴU监控系统。
1.2通信接口及设置
串行通信口采用ＲS－485。
数据位8位,停止位2位，没有校验,
波特率最小到１20０,最大到1920０;ID号为1-２００(需在控制器里设定)
控制器内设置：
控制器界面右上角为页码，回车键移动光标，上下键更改数字,更改完毕后再按回车键确认，当光标在左上角时按上下键为翻页,PＲG键为菜单键。
操作步骤：
１).按PRG键,通过按下键使光标移到工厂参数按回车键输入密码800９进入,再按回车键进入配置管理菜单,在C０页面将BMＳ网络改为是,然后确认;
2).再按PＲＧ键,通过下键使光标移到用户设定按回车键输入密码９９90进入，再通过上下键
翻页到Pｆ页面,再通过回车键和上下键,将监控地址,通讯波特率和监控协议设置为我们所需的参数，其中监控协议设置为Mｏｄbｕs，设置完成后按回车键确认，设置完毕。
1.3 监控内容
风机，压缩机,电加热,加湿器,温湿度传感器等器件的运行状态及报警。
２． Modbus-RTU通信协议
２．1.Modbuｓ协议简介
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。
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。它描述了一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。
当在一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。
２.1.1. 在Modbus 网络上转输
标准的Modbuｓ口是使用一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，即仅一设备(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作出相应反应。
Mｏｄbuｓ协议建立了主设备查询的格式:设备地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
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。
2．1．２．在其它类型网络上转输
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”。如果一控制器发送一消息,它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
２.1.３．查询回应
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。
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：象寄存器值或状态。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。
2.2. 传输方式
控制器设置的传输模式：ＲTＵ模式，适用于机器语言编程的计算机和ＰＣ主机。可在标准的Modbｕｓ网络通信,报文字符以连续数据流的形式传送。
地址功能代码数据数量数据1 …数据n CRC高字节CRC低字节
RTU 模式
下面就来介绍RTU模式:
当控制器设为在Moｄbus网络上以ＲTU（远程终端单元）模式通信,在消息中的每个8Ｂit字节包含两个4Biｔ的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ＡSCII方式传送更多的数据。
代码系统
8位二进制十六进制数0...９A．..Ｆ
消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成
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
无校验
1个停止位
错误检测域
ＣRC(循环冗长检测)
2.3. Ｍodｂus消息帧
RTU传输模式中，传输设备以将Mｏdbuｓ消息转为有起点和终点的帧，这就允许接收的设备在消息起始处开始工作，读地址分配信息，判断哪一个设备被选中,判知何时信息已完成。部分的消息也能侦测到并且错误能设置为返回结果。
2.3.1. RTU 帧
使用ＲTU模式,消息发送至少要以3．5个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间,这是最容易实现的(如下图的T1-T2-T3-T4 所示）。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六
进制的0．..9,A.．．Ｆ。网络设备不断侦测网络总线,包括停顿间隔时间内。当第一个域(地址域）接收到，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在最后一个传输字符之后，一个至少3.５个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。
整个消息帧必须作为一连续的流转输。如果在帧完成之前有超过 1.５个字符时间的停顿时间,接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于３.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。这将导致一个错误因为在最后的CRC域的值不可能是正确的一典型的消息帧如下所示：
图2 RTＵ消息帧
2.3.２. 地址域
消息帧的地址域包含8Bit；可能的从设备地址是0...2４7(十进制）。单个设备的地址范围是１.．.247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时,它把自己的地址放入回应的地址域中以便主设备知道是哪一个设备作出回应。
２.３.3.如何处理功能域
消息帧中的功能代码域包含了8Bits,可能的代码范围是十进制的1..．255。
当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态,读一组寄存器的数据内容，读从设备的诊断状态,允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。
当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应）。对正常回应,从设备仅回应相应的功能代码。对异议回应,从设备返回一等同于正常代码的代码，但最重要的位置为逻辑１。
例如:一从主设备发往从设备的消息要求读一组保持寄存器,将产生如下功能代码:
0 ０ 0 0 ０ 0 １1(十六进制０3H）
对正常回应,从设备仅回应同样的功能代码。对异议回应，它返回:
1 0 0 0 0 0 1 1（十六进制83H）
除功能代码因异议错误作了修改外,从设备将一独特的代码放到回应消息的数据域中,这能告诉主设备发生了什么错误。
主设备应用程序得到异议的回应后,典型的处理过程是重发消息,或者诊断发给从设备的消息并报告给操作员。
２.3.4.数据域
数据域是由两个十六进制数集合构成的，范围００.．.FF。这是由一对RTU字符组成。
从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息：从设备必须用于进行执行由功能代码所定义的所为。这包括了象不连续的寄存器地址,要处理项的数目,域中实际数据字节数。
例如：如果主设备需要从设备读取一组保持寄存器（功能代码0３），数据域指定了起始寄存器以及要读的寄存器数量。如果主设备写一组从设备的寄存器（功能代码１0 十六进制),数据域则指明了要写的起始寄存器以及要写的寄存器数量,数据域的数据字节数,要写入寄存器的数据。
如果没有错误发生,从从设备返回的数据域包含请求的数据。如果有错误发生,此域包含一异议代码,主设备应用程序可以用来判断采取下一步行动。
在某种消息中数据域可以是不存在的(0长度）。例如：主设备要求从设备回应通信事件记录(功能代码0B 十六进制）,从设备不需任何附加的信息。
２.3.５. 错误检测域
当选用RTU 模式作字符帧，错误检测域包含一１6Bits值(用两个８位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CＲC域附加在消息的最后,添加时先是低字节然后是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的最后一个字节。
2.３.6. 字符的连续传输
当消息在标准的Ｍodｂus系列网络传输时,每个字符或字节以如下方式发送（从左到右）。
最低有效位...最高有效位
使用RTU字符帧时位的序列是:
有奇偶校验
启始位 1 2 3 4 5 6 7 8 奇偶位停止位
无奇偶校验
启始位 1 2 3 4 5 6 7 8 停止位停止位
2．4. 错误检测方法
标准的Modbus串行网络采用两种错误检测方法。奇偶校验对每个字符都可用,帧检测(LRＣ或CＲC）应用于整个消息。它们都是在消息发送前由主设备产生的，从设备在接收过程中检测每个字符和整个消息帧。
用户要给主设备配置一预先定义的超时时间间隔,这个时间间隔要足够长,以使任何从设备都能作为正常反应。如果从设备测到一传输错误,消息将不会接收,也不会向主设备作出回应。这样超时事件将触发主设备来处理错误。发往不存在的从设备的地址也会产生超时。
2.4．１. 奇偶校验
用户可以配置控制器是奇或偶校验，或无校验。这将决定了每个字符中的奇偶校验位是如何设置的。如果指定了奇或偶校验，“1”的位数将算到每个字符的位数中,RTＵ中8个数据位。
例如：RＴＵ字符帧中包含以下8个数据位
1 1 0 0 0 １ 0 １
整个“1”的数目是4个。如果使用了偶校验,帧的奇偶校验位将是0,使得整个“1”的个数仍是4个。如果使用了奇校验,帧的奇偶校验位将是１,使得整个“1”的个数是5个。
如果没有指定奇偶校验位,传输时就没有校验位,也不进行校验检测。代替一附加的停止位填充至要传输的字符帧中。
２．4．2. ＣRＣ检测
使用RＴU模式,消息包括了一基于CＲC方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。
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。
/* CRC 高位字节值表 */
statiｃ unsigned ｃhaｒauｃhCRCHｉ［] =
0x０0, ０xC1, ０x81， 0x40, 0ｘ01, ０ｘＣ0, 0x80, ０x4１, 0ｘ01, ０xC0,
0x80, 0x41, 0x0０, 0xC1， 0ｘ8１, 0x４０, 0x0１, 0xC0，0x８0, 0ｘ41，
0x0０, 0xC1, 0x81, 0x40, ０x00, 0xC1，０x８1, ０x40, 0ｘ０1， 0xC0,
0ｘ80, 0x41, ０x01, 0xＣ0， 0x80，0x41， 0x00， 0xC１, 0x81, 0ｘ４0，
0x00, 0xC１，０x8１, ０x４0，０x0１，０xC0，0ｘ80， 0x41, 0x00, 0xC１,
０ｘ81, ０x4０, 0ｘ01, 0ｘＣ0, 0x8０, 0x41, 0x01, 0xC0, ０ｘ8０，０x4１,
0x０0， 0xC1， 0x81，0x4０， 0ｘ０1，0ｘC0, 0x８0, 0ｘ41, ０x００, 0ｘC1，
0ｘ8１, 0x４０, 0ｘ00, 0xC1, ０x8１， 0x４0，０ｘ01, 0xＣ0, 0ｘ8０, 0x41,
0x00, ０xC1, ０x81, 0ｘ40, 0x０1， 0ｘＣ0, 0ｘ80, ０x４1, 0x01, 0xＣ0,
0x８0, ０ｘ41, 0x00，０xC1, 0x８１, 0x40， 0x0０, 0ｘC１, 0x81, ０x４0，
0x01, 0xC０, 0ｘ80, 0x41, 0x01， 0xC0, 0ｘ80, 0x４1, 0x00, ０xC１,
０x８1， 0ｘ40， 0ｘ0１，0xC0, 0x８0, ０ｘ41，０ｘ00，０xC1, 0x８１, 0x４0，0ｘ0０, 0ｘC1, 0x81, 0x4０, 0ｘ0１, 0xC０, 0x80, 0x4１, 0x01, 0xC0,
０x80， 0x４1, 0x00, ０xC1, ０x81， 0ｘ40, 0x０0, 0ｘC１, 0x81, 0x４0,
0x01, ０xC0，0x８0, 0ｘ４１, ０x０0, 0xC１, 0ｘ81, 0ｘ40, 0x０1, 0xC０,
0ｘ80， 0x41, ０x01, 0xC0, ０x8０, 0ｘ41, 0x00， 0xC１, 0x８１, 0x40,
0x０0, 0xC1, 0x81, 0x4０, 0x０1, 0xC0, 0x8０，0x４1, 0ｘ01, 0xC0，
0x８0, 0x41, 0x0０, 0xC１， 0x８1, 0x40, ０x01， 0ｘC0, 0ｘ80, 0x41,
０ｘ００， 0xC1，０x８1，０x4０, ０ｘ0０, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0ｘＣ０, 0ｘ80, ０x41, 0x00， 0xC１， 0ｘ8１, ０ｘ40, 0x0１, 0xC０, 0ｘ８0, ０x４1，
0x0１, 0xC０， 0x80, 0x4１, ０x00, 0xＣ1, 0x81, 0x40, 0x01， 0ｘC０，
０x80, ０ｘ41，０ｘ00, 0xC１, 0x8１, 0x40, 0x0０, ０xＣ1, ０ｘ8１, 0ｘ40,
0ｘ01, 0ｘC0, 0ｘ8０, 0ｘ41, ０ｘ0１， 0xC０, 0x80, 0ｘ41, ０x0０, 0xC１，
０x8１, 0x40， 0x00, 0xＣ1, 0ｘ８１, 0ｘ40, 0ｘ01, ０xＣ０, 0ｘ80, 0x41，
0x00, 0xC1, ０x81, 0x40, ０ｘ01, 0xC0, 0x8０, ０x４1， 0x０1，０xＣ0,
0x80， 0x４1, 0x00， 0xＣ1, 0x８１, ０x40
／* CRC 低位字节值表＊/
statｉc chaｒａuｃhCＲCLo［] =
0x０0, 0xC０, 0ｘC1, 0x０1， 0xC3, 0x03, 0x0２, 0xC２, 0ｘC６, ０x06,
０x０7， 0xC7, 0ｘ05, 0xC５, 0ｘC４, 0x04, 0xCＣ， 0ｘ0C, ０ｘ0D， 0xCD,
0ｘ0F， 0xCＦ, 0ｘＣE, ０ｘ0E, 0x0Ａ，０xCA, 0xＣB, 0x0B, 0xC9, 0ｘ09,
０x08， 0xC8, ０xD８, 0ｘ18， 0ｘ１9, 0xD9， 0x1Ｂ, 0ｘDＢ, 0xDA, 0x１Ａ,
0ｘ1E, ０xDＥ, 0xDＦ, 0x１F，０xDD, 0x1D, ０x1C, 0xDC, ０x14, 0ｘＤ4,
0xD5, ０ｘ１5，0xD7, 0x1７, ０ｘ16, ０xD6, ０ｘD2, 0x12, 0x13, ０ｘD３，
0x11, 0xD1，0xD０, ０x10, 0xF0, 0x3０, ０x31, 0xF１，０ｘ33，0xF3，
0ｘＦ2， 0x32, 0x36, 0xF6， 0xF7, ０x37， 0xF5, 0x35，0x34, 0xF４,
0x３C, ０xＦC，0xFD， 0x3D, 0xＦＦ, 0x3F，０x3E, 0xＦE, 0xFＡ，０x3A，
０x3B, ０xFB，０x39， 0xF９, ０ｘＦ8, ０ｘ38, ０x28, 0ｘE８， 0xE9, 0x29,
0xEB, 0x2B, 0ｘ2Ａ, 0ｘＥA, 0xEＥ, ０ｘ２Ｅ, ０x２F, 0ｘEＦ, 0x2Ｄ, 0xEＤ，
0ｘEC, 0x２C, 0xＥ4, 0x24, ０x25, 0ｘE５, 0x２7, ０xE7, 0ｘＥ６, 0x26,
0ｘ22, ０xE2，０xE３, 0x2３, ０xE1， 0x21, 0x20， 0ｘE０， 0ｘA0, 0x60，
0x61, ０xＡ1, 0ｘ63, 0xＡ3, 0xＡ２, 0x62, 0ｘ6６, ０ｘＡ６, ０xA7, 0x67,
0ｘＡ5, 0x6５, ０x64, 0ｘＡ4, 0x6C, 0xAC, 0xAＤ, ０x6D， 0ｘAＦ, 0x6F，
0x6E, 0xAE, ０xAＡ， 0ｘ６Ａ, 0x６Ｂ, 0ｘAB, ０x69, 0ｘA９, ０xA8， 0x6８,
0x7８, 0xB8, ０xＢ9, ０ｘ79, 0xBB， 0ｘ7Ｂ, 0x7A, 0xBＡ, 0xＢE，0x7Ｅ,
0x７F， 0xBＦ, ０ｘ７Ｄ, 0ｘBD，0ｘBC, 0x7C, 0xＢ４， 0x７4, 0x７5, ０xB5，
０x77, 0xB7， 0xB６，０x７６， 0ｘ７２, ０ｘB2, ０xB3, 0x73, 0xB1， 0ｘ７１,
0x7０, ０xＢ0，０ｘ50, 0x90，０x9１, ０x51, 0ｘ93， 0ｘ5３, 0x52, 0x9２,
０x96, 0x5６, 0x５7, 0x９7, 0ｘ55，0x９5，0ｘ94, 0x54， 0x9Ｃ, ０x5C,
0x5D, ０x9D, 0ｘ5F, 0x9F， 0x９E, ０x５E, 0x5Ａ，0x９Ａ, 0x9B, ０x5B，
0x99, 0ｘ５9， 0x５8, 0ｘ98, ０x88, 0x４8，0x49, ０x８9, 0x4Ｂ, 0x8B,
0x8A, ０x4A, 0ｘ4E, 0x8Ｅ, 0x8Ｆ, 0x4F，0x８Ｄ, 0x4D， 0x4C, 0x８C,
0x44, 0x８4, 0x85, 0x45, ０x87, 0x4７, 0ｘ46, 0x86， 0x82, ０x42,
0x4３, 0ｘ８3, 0x41, 0x81，０x80, ０x40
2．5. Moｄbus的数据校验方式（附注）
CRC－16(循环冗余错误校验)
ＣＲＣ-16错误校验程序如下：报文（此处只涉及数据位,不指起始位、停止位和任选的奇偶校验位）被看作是一个连续的二进制，其最高有效位（MＳB)首选发送。报文先与X↑16相乘（左移16位)，然后看X↑16＋X↑15+X↑2+1除X↑16+X↑１5+X↑２+１可以表示为二进制数１101０1。整数商位忽略不记,16位余数加入该报文(MSB先发送）,成为２个ＣRC校验字节。余数中的1全部初始化，以免所有的零成为一条报文被接收。经上述处理而含有CRC字节的报文,若无错误，到接收设备后再被同一多项式（X↑16+Ｘ↑15+Ｘ↑2+1) 除，会得到一个零余数（接收设备核验这个CRC字节,并将其与被传送的CRＣ比较）。全部运算以2为模(无进位)。
习惯于成串发送数据的设备会首选送出字符的最右位（LSＢ-最低有效位）。而在生成CRC情况下,发送首位应是被除数的最高有效位MSＢ。由于在运算中不用进位，为便于操作起见，计算CRC时设MSＢ在最右位。生成多项式的位序也必须反过来，以保持一致。多项式的ＭSB 略去不记，因其只对商有影响而不影响余数。
生成CRC-16校验字节的步骤如下:
①装如一个1６位寄存器，所有数位均为1。
②该16位寄存器的高位字节与开始8位字节进行“异或”运算。运算结果放入这个16 位寄存器。
③把这个１6寄存器向右移一位。
④若向右（标记位）移出的数位是１，则生成多项式10001 和这个寄存器进行“异或”运算；若向右移出的数位是0,则返回③。
⑤重复③和④,直至移出8位。
⑥另外8位与该十六位寄存器进行“异或”运算。
⑦重复③~⑥，直至该报文所有字节均与１6位寄存器进行“异或”运算，并移位8次。
⑧这个16位寄存器的内容即2字节CRC错误校验，被加到报文的最高有效位。
2.6. Mｏｄbus界面与功能代码
Mｏｄｂus 功能码(表1)
代码功能（英文）功能（中文）
01 READ COIL STATUS 线圈状态
03 READ HOLDING REGISTER 保存寄存器
05 WRITE SINGLE COIL 写单个线圈
06 WRITE SINGLE REGISTER 写单个寄存器
16 WRITE MULTIPLE REGISTER 写多个寄存器
Mｏｄbｕｓ功能与数据类型对应表(表2)
代码功能数据类型
01 读位
03 读整型、字符型、状态字、浮点型
05 写位
06 写整型、字符型、状态字、浮点型
16 写整型、字符型、状态字、浮点型
例子:
a. 读主板：（主板地址0x0１）
读开关量输入输出与报警状态
（功能代码０1）
主机
从地址 0ｘ０1
功能代码 0ｘ01
起始地址高字节0x00
起始地址低字节 0ｘ０２
数据数量高字节 0x00
数据数量低字节 0ｘ10
校验和-－-
从机
从地址0x01
功能代码 0x01
数据数量 0x10
数据(8-1） 0x02 数据（16-9） 0x00
校验和－--
b. 读设置参数，模拟量输入输出(功能代码03）
在一个远程设备中，使用该功能码读取保持寄存器连续块的内容。请求PDU说明了起始寄存器地址和寄存器数量。从零开始寻址寄存器。因此，寻址寄存器１-１6 为０－15。
将响应报文中的寄存器数据分成每个寄存器有两字节，在每个字节中直接地调整二进制内容。对于每个寄存器，第一个字节包括高位比特,并且第二个字节包括低位比特。
本协议最多提供长度为８的连续读取。
主机
从地址０x0１
功能代码 0ｘ03
起始地址高字节0x０0
起始地址低字节 0x0０
数据数量高字节０ｘ00
数据数量低字节 0x０2
校验和－－－
从机
从地址0x0１
功能代码0x０３
数据数量0ｘ０4
数据(1H） 0x02
数据(１L） 0x00
数据(2Ｈ）０x0２
数据(2Ｌ） 0x０0
校验和 ---
c. 设置线圈(功能代码05)
在一个远程设备上,使用该功能码写单个输出为OＮ或OＦF。
请求数据域中的常量说明请求的ON/OFＦ状态。十六进制值FF 0０请求输出为ON。十六进制值00 0０请求输出为ＯFF。其它所有值均是非法的,并且对输出不起作用。
请求ＰDＵ说明了强制的线圈地址。从零开始寻址线圈。因此，寻址线圈1为0。线圈值域的常量说明请求的ON/ＯFＦ状态。十六进制值0XFF0０请求线圈为ON。十六进制值0X0000请求线圈为OFF。其它所有值均为非法的,并且对线圈不起作用。
正常响应是请求的应答，在写入线圈状态之后返回这个正常响应。
主机
从地址0x01
功能代码 0x0５
起始地址高字节 0x０0
起始地址低字节 0x3F
数据数量高字节 0XＦF
数据数量低字节 0x０0
校验和 -－－
从机
从地址0x01
功能代码 0x05
起始地址高字节 0x0０
起始地址低字节 0x3F
数据数量高字节 0XFF
数据数量低字节0x00
校验和 ---
D. 设置参数（功能代码16)
在一个远程设备中，使用该功能码写单个保持寄存器。
请求PDU 说明了被写入寄存器的地址。从零开始寻址寄存器。因此，寻址寄存器1 为 0。
正常响应是请求的应答,在写入寄存器内容之后返回这个正常响应。
主机
从地址０x01
功能代码0x10
起始地址高字节0ｘ0０
起始地址低字节０x00
数据数量高字节 0x０0
数据数量低字节 0x01
字节数０ｘ02
数据数量高字节 0ｘ00
数据数量低字节 0x０１
校验和 --－
从机
从地址 0x01
功能代码０x10
起始地址高字节０x０0
起始地址低字节 0x0０
数据数量高字节 0ｘ00
数据数量低字节 0x01
校验和 --－
３.监控地址表
以下参数地址只适用于科士达大机ＭatrｉxAiｒ系列空调机组描述显示页面地址类型
数字变量
风机Ib 15 只读
压缩机1 Iｂ１６只读
压缩机2 Iｂ１7 只读
电加热1 Ic 18 只读
电加热２Ic 19 只读
除湿Ic 20 只读报警开关量输出Id ２2 只读加湿Iｅ25 只读
进水阀If 26 只读
排水阀If 27 只读压缩机１低压A０3 ３０只读压缩机2低压A04 31 只读风压开关报警A05 32 只读风机过载报警A０6 3３只读电加热过载A07 ３4 只读电源故障A0８35 只读烟火报警A09 36 只读过滤网报警Ａ１0 37 只读室内温度过高报警A1１38 只读室内温度过低报警Ａ1２３9 只读室内湿度过高报警A13 40 只读室内湿度过低报警A14 41 只读压缩机1超运行时间A15 ４２只读压缩机2超运行时间Ａ16 43 只读风机超运行时间A17 44 只读室内温度探头故障A18 ４５只读送风温度故障Ａ21 4８只读
室内湿度探头故障A22 ４9 只读加湿罐高电流报警A27 ５4 只读加湿罐缺水报警Ａ2８５5 只读加湿罐无电流报警A2９５6 只读漏水报警Ａ33 60 只读压缩机１过载报警A3５62 只读加湿罐运行超时报警Ａ3６63 只读压缩机2过载报警Ａ37 64 只读冷凝风机1过载A３8 65 只读冷凝风机2过载A３9 66 只读启动远程开关机P５１11 读写监控开关机--- 1１2 读写加湿高电导率报警A60 128 读写加湿高电导率警告Ａ61 1２9 读写低加湿量报警Ａ62 １30 读写加湿桶过满报警A６４132 读写加湿桶泡沫报警A６6 1３4 读写
模拟变量
室内湿度探头读取I0-M０ 1 只读
室内温度探头读取I１-M0 4 只读
温度设定点S1 １０读写
湿度设定点S１13 读写
备注:
1.是开关量或布尔量的变量,是用按位进行访问的,MOＤBUS上是称ＣOIL。模拟量的变量,整型量变量,在M
ＯＤBUS中称REGIＳTER；
2.模拟量与整型量都是１6位带符号的寄存器，模拟量的数值还需要乘０.1 如模拟量数值是25５时表示
25.5;
3.模拟量是１6位带符号的寄存器，每个数值只占一个寄存器。
A、读取数据(标准moｄbｕｓ协议） 地址默认为0ｘ0１,可以更改 1、读取数据 主机呼: ０１03 00 0０００ 01 840A 从机答: 0103 02 ＸX ＸX XＸ XX 上面02，XX等均为一个字节。数据为两个字节，高位字节在前。每帧的开头和结尾至少有３。5个字节时间的间隔. 2。读设备地址 ００20 CＲC (4个字节）(读取:00 2０ 0068) 00 20 Adress CRC （5个字节) 3．写设备地址 ０0 10 Adresｓ CRC (5个字节)（地址设为01:00 10 ０1 BD C0) 00 10CＲＣ?(4个字节）（返回：00 100０ 7Ｃ) 说明: １.读写地址命令的地址位必须是０0。 2。Adｒess为1个字节,范围为0－25５。 用户在为主机编程时,除了站号（地址)和ＣＲＣ校验码之外，其它字节的字符均采用上面的内容不变。主机格式中的读取点数为0１。从机回答帧中的功能码(03）和读单元字节数(０1）不变。
计算CＲC码的步骤: 1、预置16位寄存器为十六进制FFFＦ(即全为1）。称此寄存器为ＣRＣ寄存器; 2、把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或,把结果放于CRＣ寄存器; 3、把寄存器的内容右移一位（朝低位)，用0填补最高位，并检查右移后的移出位; ４、如果最低位为0：重复第３步（再次移位） 如果最低位为1:CＲC寄存器与多项式A0０1(１0１００000 ０000 ００01）进行异或； 5、重复步骤3和４,直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理; 6、重复步骤２到步骤5,进行下一步8位数据的处理; ７、最后得到的CＲＣ寄存器即为CRＣ码; 8、将ＣＲC结果放入信息帧时，将高低位交换,低位在前。 //*＊**＊*＊****＊＊**＊＊**＊＊＊＊＊**＊＊＊＊****＊*＊＊＊*＊***＊**＊＊＊＊****＊＊＊**＊＊＊*＊*＊**********＊*＊**＊***＊＊＊***＊*** //*＊名称：CRC16 //**说明:CＲＣ效验函数 ／/**形参：*p效验帧的指针帧长 dataｌen /／**返回值：效验字 /／*＊**＊＊＊***＊*＊＊＊＊**＊****＊*＊**＊***＊＊*＊****＊＊*＊*＊**＊＊*＊***＊＊****＊****＊＊＊＊＊*＊***＊**＊＊＊*＊**＊＊**＊*＊＊＊* ｕｎsignedｉnt CRC16（ｕnsigned chａr ＊ p, ｕint16 ｄaｔalen ) { unｓignｅd cｈar ＣRC16Lｏ,ＣRC16Hi,CL,CH，SaveHi，SａvｅLｏ； ｉｎt i,Flag; CRＣ16Lo =0ｘFF； CRC１6Hｉ＝ 0xFF; ＣL ＝ 0x01； CH= 0ｘＡ０; ｆor（ｉ=０；i
查看完整版本: [-- modbus协议及modbus RTU的C51程序--] 电子工程师之家-> 51单片机论坛-> modbus协议及modbus RTU的C51程序[打印本页]登录-> 注册-> 回复主 题-> 发表主题 一线工人2007-11-15 21:44 modbus协议及modbus RTU的C51程序 完整的程序请下载[attachment=1488] Modbus通讯协议 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。
_ MODBUS 通讯协议说明 1. 通讯相关的参数 2．通讯说明 2.1 数据格式说明 控制器采用RS-485总线，协议符合ModBus 规约，数据格式有标准MODBUS-RTU 、 非标准MODBUS-RTU(16进制)和ASC(ASC Ⅱ码)3种格式。 数据传输均采用8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位。波特率可设为2400、4800、9600和19200 bit/s 。 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与RTU 通讯规约相兼容： 2.2 非标准MODBUS-RTU(16进制)数据格式详细说明 下面以RTU(16进制)数据格式进行详细说明，ASC Ⅱ码数据格式只是把16进制代码 转换成ASC Ⅱ码字符。 地址码：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01H 到7FH 。本控制器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 (比如功能码大于7FH)，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。 CRC码：二字节的错误检测码。 当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。 2.2.2 信息帧格式： （1）地址码： 地址码是信息帧的第一字节(8位)，从1到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的 从机才能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。 （2）功能码： 主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表2列出的功能码都有具体的含义及操作。 （3 数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器 的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。 （4）错误校验码： 主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程 中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。 注： 信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。 2.2.3 错误校验 参与冗余循环码（CRC）计算的包括：地址码、功能码、数据区的字节。 冗余循环码包含2个字节，即16位二进制。CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。 CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。 计算CRC码的步骤为： (1).预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器； (2).把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器； (3).把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位（注意：这时的最低位指移位前 的最低位，不是移位后的最低位）； (4).如果最低位为0：重复第3步(再次移位)
要实现Modbus RTU通信， 一、需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。 Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通信0口（Port0） 基本步骤： 1. 检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。 2. 检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当 包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。 如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令库）软件包； 1. 西门子编程时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用 MBUS_SLAVE，并指定相应参数。 关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到； 调用Modbus RTU通信指令库图中参数意义如下： a. 模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止 b. 从站地址：Modbus从站地址，取值1~247 c. 波特率：可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200 d. 奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验 e. 延时：附加字符间延时，缺省值为0 f. 最大I/Q位：参与通信的最大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128， 缺省值为128 g. 最大AI字数：参与通信的最大AI通道数，可为16或32 h. 最大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW） i. 保持寄存器区起始地址：以&VBx指定（间接寻址方式） j. 初始化完成标志：成功初始化后置1
MODBUS协议 Modbus是一种串行通信协议，是Modicon于1979年，为使用可编程逻辑控制器（PLC）而发表的。事实上，它已经成为工业领域通信协议标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。M odbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有： 公开发表并且无版税要求 相对容易的工业网络部署 对供应商来说，修改移动原生的位或字节没有很多限制 Modbus允许多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remote terminal unit (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[1]。 对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通讯（serial communication）方式。RTU格式后续的命令／数据带有循环冗余校验的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信，反之亦然。
对于通过TCP/IP（例如以太网）的连接，存在多个Modbus/TCP 变种，这种方式不需要校验和的计算。 对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。 Modbus 有一个扩展版本 Modbus Plus(Modbus+或者MB+)，不过此协定是Modicon专有的，和 Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。它使用1Mbit/s的双绞线，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换／边缘触发而不是电压／水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持ISA（SA85）,PCI或者PCMCIA总线的板卡。 Modbus协议是一个 master/slave 架构的协议。有一个节点是master 节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是 slave 节点。每一个 slave 设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。 一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址 0例外，指定地址 0 的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会执行，不过不回应指令）。所有的Modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个RTU改变
什么是ModBusRTU通讯协议 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。 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。 （一）、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ModBusRTU通讯规约相兼容： 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
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，
18.1 RS485通信 实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方： 1、接口的信号电平值较高，达到十几V，容易损坏接口电路的芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。 2、传输速率有局限，不可以过高，一般到几十Kb/s就到极限了。 3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。 4、传输距离有限，最多只能通信几十米。 5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。 针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，他具备以下的特点：1、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介绍了差分输入的好处，最大的优势是可以抑制共模干扰。尤其工业现场的环境比较复杂，干扰比较多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干扰。而RS485就是一种差分通信方式，它的通信线路是两根，通常用A和B或者D+和D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示，是一种典型的差分通信。 2、RS485通信速度快，最大传输速度可以达到10Mb/s以上。 3、RS485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力也大大增加。 4、传输距离最远可以达到1200米左右，但是他的传输速率和传输距离是成反比的，只有在100Kb/s 以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。 5、可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。 RS485的接口非常简单，和RS232所使用的MAX232是类似的，只需要一个RS485转换器，就可以直接和我们单片机的UART串行接口连接起来，并且完全使用的是和UART一致的异步串行通信协议。但是由于RS485是差分通信，因此接收数据和发送数据是不能同时进行的，也就是说它是一种半双工通信。那我们如何判断什么时候发送，什么时候接收呢？ RS485类的芯片很多，这节课我们以MAX485为例讲解RS485通信，如图18-1所示。 图18-1 MAX485硬件接口 MAX485是美信(Maxim)推出的一款常用RS485转换器。其中5脚和8脚是电源引脚，6脚和7脚就是485通信中的A和B两个引脚，而1脚和4脚分别接到我们单片机的RXD和TXD引脚上，直接使用单片机UART进行数据接收和发送。而2脚和3脚就是方向引脚了，其中2脚是低电平使能接
HLP_SV Modbus RTU 标准通讯协议格式 通信资料格式 Address Function Data CRC check 8 bits 8 bits N×8bits 16bits 1）Address通讯地址：1-247 2）Function：命令码8-bit命令 01 读线圈状态 上位机发送数据格式: ADDRESS 01 ADDRH ADDRL NUMH NUML CRC 注: ADDR: 00000 --- FFFF(ADDR=线圈地址－1)；NUM: 0010-----0040 (NUM为要读线圈状态值的二进制数位数) 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 01 BYTECOUNT DA TA1 DA TA2 DA TA3 DA TAN CRC 注: BYTECOUNT:读取的字数 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X81 Errornum CRC 注: Errornum为错误类型代码 如：要检测变频器的输出频率 应发送数据：01 01 00 30 00 10 3D C9（16进制） 变频器返回数据：01 01 02 00 20 B8 24（16进制） 发送数据：0030hex（线圈地址49） 返回的数据位为“0020”（16进制），高位与低位互换，为2000。即输出频率为 303（Max Ref）的50%。关于2000对应50%，具体见图1。
03读保持寄存器 上位机发送数据格式： ADDRESS 03 ADDRH ADDRL NUMH NUML CRC 注：ADDR: 0 --- 0XFFFF；NUM: 0010-----0040 (NUM为要读取数据的字数) ADDR=Parameter Numbe r×10-1 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 03 BYTECOUNT DA TA1 DA TA 2 DA TA 3 DA TAN CRC 注: BYTECOUNT:读取的字节数 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X83 Errornum CRC 如：要读变频器参数303的设定值 应发送数据：01 03 0B D5 00 02 95 BC （16进制） Parameter 303(3029)=0BD5HEX 变频器返回数据：“：”01 03 04 00 00 EA 60 B5 7B 返回的数据位为“00 00 EA 60”（16进制）转换为10进制数为60000, 表示303设置值为60.000 ※当参数值为双字时，NUM的值必须等于2。否则无法读取或读取错误。 05 写单个线圈状态 上位机发送数据格式： ADDRESS 05ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 注：ADDR: 0 ---- 0XFFFF(ADDR=线圈地址－1)；DATA=0000HEX(OFF) OR FF00(ON) HEX 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 05 DATAH DATAL BYTECOUNT CRC 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X85 Errornum CRC 如：要使写参数为写入RAM和EEPROM 应发送数据：01 05 00 40 FF 00 CRC（16进制） 变频器返回数据：01 05 FF 00 00 01 CRC（16进制） 发送数据：0040hex（线圈地址65） 06 写单个保持寄存器值（只能写参数值为单个字的参数） 上位机发送数据格式： ADDRESS 06 ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 注:ADDR: ADDR=Parameter Numbe r×10-1 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 06 ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 错误时变频器返回数据： ADDRESS 0X86 Errornum CRC 如：要对变频器参数101写入1 应发送数据：01 06 00 03 F1 00 01 19 BD（16进制） 变频器返回数据：01 06 03 F1 00 01 19 BD（16进制） PARAMETER 101（1009）=03F1 HEX
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口，由于 工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误。除此之外，RS232接口只能实现点对点通信，不具备联网功能，最大传输距离也只能达到几十米，不能满足远距离通信要求。而RS485则解决了这些问题，数据信号采用差分传输方式，可以有效的解决共模干扰问题，最大距离可以到1200米，并且 允许多个收发设备接到同一条总线上。随着工业应用通信越来越多，1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议，现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议，本节课我们要讲解一下RS485通信和Modbus协议。 单单使用一块KST-51开发板是不能够进行RS485实验的，应很 多同学的要求，把这节课作为扩展课程讲一下，如果要做本课相关实验，需要自行购买USB转485通信模块。 18.1 RS485通信 实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方： 1、接口的信号电平值较高，达到十几V，容易损坏接口电路的 芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。 2、传输速率有局限，不可以过高，一般到几十Kb/s就到极限了。 3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信，这 种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。 4、传输距离有限，最多只能通信几十米。 5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。 针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，他具备以下的特点： 1、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介 绍了差分输入的好处，最大的优势是可以抑制共模干扰。尤其工业现场的环境比较复杂，干扰比较多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干扰。而RS485就是一种差分通信方式，它的通信线路是两根，通常用A和B或者D+和D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为 -(0.2~6)V来表示，是一种典型的差分通信。 2、RS485通信速度快，最大传输速度可以达到10Mb/s以上。 3、RS485内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和差分接收器 的组合，抗干扰能力也大大增加。
精品文档 . ?MODBUS通讯协议 使用手册
1. RTU 方式通讯协议 1.1. 硬件采用RS －485，主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答方式通讯。 1. 2. 数据帧10位，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无校验。 波特率:9600;19200 38400 1.3. 功能码03H ： 读寄存器值 主机发送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 03H ： 读寄存器值功能码 第3、4字节 ： 要读的寄存器开始地址 要读FCC 下挂仪表， 第5、6字节 ： 要读的寄存器数量 第7、8字节 ： 从字节1到6的CRC16校验和 从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 03H ： 返回读功能码 第3字节 ： 从4到M （包括4及M ）的字节总数 第4到M 字节 ： 寄存器数据 第M ＋1、M+2字节 ： 从字节1到M 的CRC16校验和 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 83H ： 读寄存器值出错 第3字节 信息码 ： 见信息码表 第4、5字节 ： 从字节1到3的CRC16校验和 1.4. 功能码06H ： 写单个寄存器值 主机发送：
当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节 86H ：写寄存器值出错功能码 第3字节 错误数息码 ： 见信息码表 第4、 5字节 ： 从字节1到3的CRC16校验和 1.5. 功能码10H ： 连续写多个寄存器值 当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 90H ： 写寄存器值出错 第3字节 错误信息码 ： 见信息码表
Modbus是Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。Modbus通讯方式采用主从方式的查询－相应机制，只有主站发出查询时，从站才能给出响应，从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询，也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询，而不响应广播消息。MODBUS通讯协议有两种传送方式:RTU方式和ASCII方式。三菱700系列变频器能够从RS-485端子使用ModbusRTU 通讯协议，进行通讯运行和参数设定。 对象： 1. 三菱PLC：FX2N+FX2N-485-BD 2. 三菱变频器：F700系列，A700系列。 两者之间通过网线连接，具体参照下图。 FX2N-485-BD与n台变频器的连接图
一．三菱变频器的设置 PLC与变频器之间进行通讯时，通讯规格必须在变频器中进行设定，每次参数初始化设定后，需复位变频器或通断变频器电源。 参数号名称设定值说明 Pr331 通讯站号 1 设定变频器站号为1 Pr332 通讯速度 96 设定通讯速度为9600bps Pr334 奇偶校验停止位长 2 偶校验，停止位长1位 Pr539 通讯校验时间 9999 不进行通讯校验 Pr549 协议选择 1 ModbusRTU协议 Pr551 PU模式操作权选择 2 PU运行模式操作权作为PU接口进行ModbusRTU协议通讯时，Pr551必须设置为2，Pr340设置为除0以外的值，Pr79设置为0或2或6。通过RS-485端子进行ModbusRTU协议通讯时，必须在NET网络模式下运行。 一．三菱PLC的设置 对通讯格式D8120进行设置 D8120设置值为0C87，即数据长度为8位，偶校验停止位1位，波特率9600pbs，无标题符和终结符。 修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。 二．通讯程序 采用ModbusRTU协议与变频器通讯的部分PLC程序如下：
1MODBUS RTU 读寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式 1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3起始寄存器基地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节高字节在前 5CRC校验码两个字节低字节在前 读寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3数据长度1个字节寄存器个数×2 4数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前5CRC校验码两个字节低字节在前 写单个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x06 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 写单个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 1
写多个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5数据长度 1个字节 寄存器个数×2 6数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前7CRC校验码 两个字节 低字节在前 写多个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误返回序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节请求功能码+0x80 3错误码1个字节 其代号见下面表格4CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误代号错误代号意义 0x01不支持该功能码 0x02越界 0x03寄存器数量超出范围 0x04读写错误 2
本文研究的是触摸屏通过MODBUS RTU通讯协议与变频器通讯实现变频器的控制。触摸屏采用威纶通TK6070IP,变频器用汇川MD380通用系列。通过触摸屏编程软件，编辑控制画面实现变频器的启动、停止、速度调节、多段速速度设置，通过宏指令实现工程值与实际值的转换。 一、MODBUS RTU 简介： 为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今串行现场总线被主要用作通讯系统。成千上万的应用已经强烈地证明了通过使用现场总线技术，可以节省多至40％的接线、调试及维护的费用。仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息，比如输入和输出数据、参数、诊断数据。过去使用的现场总线往往是制造商的特定现场总线，并且同其它现场总线不兼容。如今使用的现场总线几乎是完全公开和标准化的。这就意味者用户可以以最合理的价格选择最好的产品，而不用依赖于每个独立的制造商。Modbus RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，Modbus得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS RTU通讯协议的报文如图1。 图1 MODBUS RTU 通讯协议的报文功能码如下： 01H 读取线圈状态。从执行机构上读取线圈（单个位）的内容； 02H 读取离散量输入。从执行机构上读取离散量输入（多个位）的内容； 03H 读取保持寄存器。从执行机构上读取保持寄存器（16位字）的内容； 04H 读取输入寄存器。从执行机构上读取输入寄存器（16位字）的内容； 05H 强置单线圈。写数据到执行机构的线圈（单个位）为“通”（“1”）或 “断”（“0”）； 06H 预置单寄存器。写数据到执行机构的单个保持寄存器（16位字）； 0FH 强置多线圈。写数据到执行机构的几个连续线圈（单个位）为“通”（“1”） 或“断”（“0”）； 10H 预置多寄存器。写数据到执行机构的几个连续的保持寄存器（16位字）。 二、威纶通编程软件介绍： EB8000软件中MODBUS协议的设备类型为0x、1x、3x、4x、5x、6x，还有3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。0x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读取位状态的时候，发出的功能码是01H，写位状态的时候发出的功能码是05H。写多个寄存器时发出的功能码是0fH。 1x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的输入点。读取位状态的时候发出的功能码为02H。 3x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的模拟量。读数据的时候，发出的功能码是04H。 4x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的数据寄存器。当读取数据的时候，发出的功能码是03H，当写数据的时候发出的功能码时10H，可写多个寄存器的数据。
Modbus是一种串行通信协议，是于1979年，为使用可编程逻辑控制器（PLC）而发表的。事实上，它已经成为工业领域通信协议，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：公开发表并且无版税要求 相对容易的工业网络部署 对供应商来说，修改移动原生的位或字节没有很多限制 Modbus允许多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（SCA DA）中，Modbus通常用来连接监控计算机和remote terminal unit (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设备通信通过串口物理层进行。 对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通讯（serial commun ication）方式。RTU格式后续的命令／数据带有的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信，反之亦然。 对于通过（例如）的连接，存在多个Modbus/TCP变种，这种方式不需要校验和的计算。 对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。 Modbus 有一个扩展版本 Modbus Plus(Modbus+或者MB+)，不过此协定是Modi con专有的，和 Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似的高速令牌旋转。它使用1Mbit/s的，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换／边缘触发而不是电压／水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持ISA（SA85）,PCI或者PCMCIA总线的板卡。 Modbus协议是一个 master/slave 架构的协议。有一个节点是 master 节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是 slave 节点。每一个 slave 设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。 一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址 0例外，指定地址 0 的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会执行，不过不回应指令）。所有的Modbus 命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。
? MODBUS通讯协议 使用手册
1. RTU 方式通讯协议 1.1. 硬件采用RS －485，主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答方式通讯。 1. 2. 数据帧10位，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无校验。 波特率:9600;19200 38400 1.3. 功能码03H ： 读寄存器值 主机发送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 03H ： 读寄存器值功能码 第3、4字节 ： 要读的寄存器开始地址 要读FCC 下挂仪表， 第5、6字节 ： 要读的寄存器数量 第7、8字节 ： 从字节1到6的CRC16 校验和 从机回送：
第1字节ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节03H ：返回读功能码 第3字节：从4到M（包括4及M）的字节总数 第4到M字节：寄存器数据 第M＋1、M+2字节：从字节1到M的CRC16校验和 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节83H ：读寄存器值出错 第3字节信息码：见信息码表 第4、5字节：从字节1到3的CRC16校验和 1.4.功能码06H：写单个寄存器值 主机发送：
当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节86H ：写寄存器值出错功能码 第3字节错误数息码：见信息码表 第4、5字节：从字节1到3的CRC16校验和 1.5.功能码10H：连续写多个寄存器值
当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节90H ：写寄存器值出错 第3字节错误信息码：见信息码表 第4、5字节：从字节1到3的CRC16校验和1.8 寄存器定义表：(注:寄存器地址编码为16进制)