參考：靈育科技Modbus課程總結
作者：Naunyang
時間：2020-11-23 13:51:58
網址：https://blog.csdn.net/Naunyang/article/details/108740456?spm=1001.2014.3001.5502

參考：MODBUS用于單片機通訊
作者：hillchina
發布時間：2017-02-22 08:25:11
網址：https://www.bilibili.com/video/BV1Bx411y7N5

參考：Modbus協議解析（Modbus-RTU、Modbus-TCP、Modbus-PLUS）
作者：panda@Code 發布時間：2019-07-01 23:44:03
網址：https://blog.csdn.net/panda5_csdn/article/details/94332166?spm=1001.2014.3001.5502

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目錄

• 什么是Modbus
• 通訊的硬件層協議機制，主從模式的建立
• 硬件層半雙工通訊方式的實現
• 基于485通訊（硬件層協議）的MODBUS協議（軟件層協議），確定主機尋地址幀格式
• • RTU(2進制方式)的機制及數據傳輸實現方式
  • ASC(字符方式)的機制及數據傳輸實現方式
• MODBUS從設備回應數據包格式
• MODBUS從機協議實現
• STM32編程實現一個MODBUS從機協議
• • MODBUS通訊的硬件層及底層通訊準備

什么是Modbus

顧名思義,他是一個bus，即總線協議，如果你接觸到這種協議，相信你所處的行業很可能是工業方面或者你的產品用于工業。

Modbus是一種串行通信協議，是Modicon公司（現在的施耐德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發表。Modbus已經成為工業領域通信協議的業界標準（De facto），并且現在是工業電子設備之間常用的連接方式。

通訊的硬件層協議機制，主從模式的建立

協議分類：硬件層協議、軟件層協議

硬件層：RS232、RS485 、CAN等 。主要解決硬件傳輸問題，解決如何傳輸0與1的問題（物理上以什么樣的電平、多少伏電壓傳輸，儀表可以測到這個電壓，還有以雙絞線還是什么線傳輸）。交通道路

軟件層協議：傳輸的目的，為什么要傳，傳數據要干啥。Modbus、TCP/IP……交通規則

• 單工模式：只能從一方發送數據到另一方，而不能反過來發。

• 半雙工模式：可以A發送給B，也可以B發送給A，但是不能同時發。

• 主從模式：
  （1）在這樣一個系統中，只能有一個主機，其他的都是從機。
  （2）系統中的從機都不能主動發信息給主機。

硬件層半雙工通訊方式的實現

主從模式：
（3）系統上電之后，默認狀態，主機，從機都是在監聽狀態；
（4）主機與從機之間的通信，只能由主機發起；

主機要建立起一次通信，要滿足以下要求：
（1）主機要將自己置為發送狀態；
（2）主機要按照預先約定好的格式（比如MODBUS協議格式）發送尋址數據幀，發完之后立刻把自己轉回接收狀態；
（3）尋址完成之后，目標從機要返回給我消息，才能算這次通信成功；

基于485通訊（硬件層協議）的MODBUS協議（軟件層協議），確定主機尋地址幀格式

1、MODBUS是主從模式：
整個系統只能有一個主機，每個從機都有唯一的地址（0-247），0號地址是廣播地址，發送給所有的從機。0號地址尋址，所有從機不回應（相互會沖突嘛）；

2、MODBUS主機尋址幀格式：

• （1）RTU方式：也叫16進制方式，或者2進制方式
  比如：0x03: 0000 0011
• （2）ASC方式：字符方式（方便調試）
  比如：0x03–> 轉換成字符’0’與字符’3’再發送出去；那么就會發
  字符’0’（ASCII碼是0x30）的2進制0011 0000 + 字符’3’（ASCII碼0x33）的2進制 0011 0011，最終發送的就是：0011 0000 0011 0011

ASC方式最大的優勢就是方便調試（可打印），整個線路上傳輸的都是ASCII碼，都是可打印字符，可以清楚的知道這個線路上傳輸的是什么，因為ASCII碼中可打印字符是32-126，其他顯示亂碼。

RTU(2進制方式)的機制及數據傳輸實現方式

ASC方式數據幀格式：

從機地址 + 功能碼 + 數據 + 16位CRC校驗

不同的功能碼對應的緊接于功能碼之后的數據是不同的。
比如：03功能碼，是要讀取從機的數據。那么從機要知道從他的存儲器的哪里（哪個地址）開始讀，讀到哪里結束，讀幾個地址長度。

還有一個問題就是：從機怎么知道主機發送完了？
從機以接收數據停止之后開始計時，達到3.5個字節以上的時間就認為主機的尋址幀完成，并開始處理。

3.5個字節轉化成時間計算：

ASC(字符方式)的機制及數據傳輸實現方式

ASC方式數據幀格式：

起始位‘ ：’ + 地址（2個字節） + 功能碼（2個字節）+ 數據（1、2…n）+校驗位（LRC校驗）

這些地址、還有功能碼、還有數據為什么是兩個字節呢？
因為是ASC方式，字符的方式。比如：0x03,要發送就要變成：字符’0’ 與’3’
字符’0’ （0x30）的二進制0011 0000是與’3’(0x33)的二進制是：0011 0011就成2個字節了。
這種方式非常冗長，工作少用。

校驗位是從地址開始到數據位的最后結束。

校驗位的計算：把所有的值加起來的和對256取余，然后取反加1 ，就是校驗位。

MODBUS從設備回應數據包格式

（1）回應的數據包與主機查詢的數據包格式一致；

（2）正常回應是，功能碼與主機發送時的功能碼一致（1-127）;

（3）異常的回應時，功能碼要在收到的功能碼的基礎上加128

MODBUS從機協議實現

（1）硬件上具備串口（485接口）

（2）硬件上需要一個精確的毫秒級別的定時器

STM32編程實現一個MODBUS從機協議

MODBUS通訊的硬件層及底層通訊準備

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MODBUS通讯协议详解(基于485)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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