前一张讲述了RS-485的通讯接口及物理层和通讯方式，以及更加深刻了解RS-485物理层接口定义，从而深入了解在PLC中和各种设备之间的通讯方式及通讯内容。接下来，就开始说一下，国际上公开开放的协议-MODBUS 协议，现在国内几乎智能设备上都采用了标准的MODBUS-协议，与PLC和上位机编程及监控，集中数据处理，让工厂的设备实现工业自动化的。

一、MODBUS 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。 
 

 所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议，可以更加认识两种的协议内容。如果想学习Modbus协议。可以采用台达变频器。可以通过两种不同协议，让你更加深入了解Modbus协议，尤其是工厂上扫描枪及读码器。它们都是采用RS-232接口。这就要通过Modbus协议的ASCII的协议，有的可能支持RTU,有的就得采用无协议通讯，（例如西门子 200SMART 1200 都是有自由口编程）具体编程方式，下回详解，

下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较(台达变频器VFD系列）里面包括了ASCII协议和RTU协议，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.

以台达变频器MODBUS协议为例：

  1、MODBUS-ASII 字符结构:

 ASCII模式使用的字符虽是RTU模式的两倍，但ASCII数据的译玛和处理更为容易一些，此外，用RTU模式时报文字符必须以连续数据流的形式传送，用ASCII模式，字符之间可产生长达1s的间隔，以适应速度较快的机器.

     MODBUS -ASII  通讯数据结构:

  2、MODBUS-RTU 字符结构:

  用RTU模式传输的数据是8位二进制字符。如欲转换为ASCII模式，则每个RTU字符首先应分为高位和低位两部分，这两部分各含4位，然后转换成十六进制等量值。用以构成报文的ASCII字符都是十六进制字符

MODBUS -RTU  通讯数据结构:

   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。

二、ModBus协议的数据校验方式分为两大类：

 1、LRC（纵向冗余错误校验）

 2、CRC-16（循环冗余错误校验）

 1、LRC（纵向冗余错误校验）

 LRC错误校验用于ASCII模式。

 这个错误校验是一个8位二进制数，可作为2个ASCII十六进制字节传送。把十六进制字符转换成二进制，加上无循环进位的二进制字符和二进制补码结果生成LRC错误校验（参见图）。这个LRC在接收设备进行核验，并与被传送的LRC进行比较，冒号（：）、回车符号（CR）、换行字符（LF）和置入的其他任何非ASCII十六进制字符在运算时忽略不计。

2、CRC-16（循环冗余错误校验）

三、MODBUS -协议的功能代码

以下就介绍01 、02、03和06的功能代码。因为这个常用的功能代码，尤其是03和06，一个是读保持寄存器，另一个是写保持寄存器

1、01H-读线圈状态

1）描述：读从机线圈寄存器，位操作，可读单个或者多个； 
2）发送指令： 
假设从机地址位0x01，寄存器开始地址0x0023，寄存器结束抵制0x0038，总共读取21个线圈。协议图如下：

3）响应： 
返回数据的每一位对应线圈状态，1-ON，0-OFF,如下图

上表中data1表示0x0023-0x002a的线圈状态，data1的最低位代表最低地址的线圈状态，可以理解为小端模式；

data2表示地址0x002b-0x0033的线圈状态，如下表：

data3表示地址0x0034-0x0038的线圈状态，不够8位，字节高位填充为0，如下表

2、02H-读离散输入状态

1)：读离散输入寄存器，位操作，可读单个或多个，协议类似功能码0X01协议，此处省略

3、03H-读保持寄存器

1)描述：读保持寄存器，字节指令操作，可读单个或者多个； 
2)发送指令： 

从机地址0x01，保持寄存器起始地址0x0032，读2个保持寄存器

3)响应：

数据存储顺序

4、06H-写单个保持寄存器

1)描述：写单个保持寄存器，字节指令操作，只能写一个； 
2)发送指令： 
写0x0032保持寄存器为0x1232;

3)响应：同发送指令；如果写入成功，返回发送的指令，即01、06、00、32、12、32

表1 ModBus功能码

   Modbus中常用的功能码有8个，可以分为位操作和字操作两类

以上就是我整理的MODBUS 协议的通讯。如有错误，请指正。一起共同谈谈工控。，接下来准备对台达变频器的 MODBUS ASI 的学习。深入了解MODBUS

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