Modbus协议

Modbus RTU

引用
https://blog.csdn.net/m0_74762280/article/details/129052728

地址码

0为广播；主站不占与地址；串口模式地址位:0-247；248-255为保留地址

功能码

寄存器种类	寄存器地址	读写状态	位操作字操作	适用功能码
线圈寄存器	00001-09999	读/写	位	01H(读线圈寄存器) 05H(写单个线圈寄存器) 0FH(写多个线圈寄存器)
离散输入寄存器	10001-19999	只读	位	02H
保持寄存器	40001-49999	读/写	字	03H(读保持寄存器) 06H(写单个保持寄存器) 10H(写多个保持寄存器)
输入寄存器	30001-39999	只读	字	04H
报告slave ID				11H
错误检测				80H
异步事件报告				14H

每种功能码的举例

报文举例

线圈寄存器

写单个线圈、多个线圈的功能码是不一样的；读单个线圈、多个线圈的指令是一样的

写单个线圈寄存器

写线圈的发送和返回报文都是一样的

Send:FF 05 00 01 FF 00 C8 24
Rece:FF 05 00 01 FF 00 C8 24

解析发送报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	05	功能码；
2-3	00 01	起始线圈的地址； 对应的实际地址：00002
4-5	FF 00
6-7	C8 24	CRC校验；循环冗余校验

解析接收报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	05	功能码；
2-3	00 01	起始线圈的地址； 对应的实际地址：00002
4-5	FF 00
6-7	C8 24	CRC校验；循环冗余校验

读保持寄存器

写单个寄存器、多个寄存器的功能码是不一样的；读单个寄存器、多个寄存器的指令是一样的

Send:FF 03 00 10 00 0D 90 14
Rece:FF 03 1A 00 00 01 00 01 00 00 00 F2 03 00 00 F8 2A 00 00 38 CD FF FF 70 17 00 00 XX XX

解析发送报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	03	功能码；
2-3	00 01	起始寄存器的地址； 对应的实际地址：40002
4-5	00 0D	要读取的寄存器的数量
6-7	90 14	CRC校验；循环冗余校验

解析接收报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	03	功能码；
2	1A	被读取的Data的字节数(因为一个寄存器是两个字节，0D×2=1A)
3-26	...	Data;个数跟上面的数相同
27-28	CC 94	CRC校验；循环冗余校验

写多个保持寄存器

Send:FF 10 02 00 00 01 02 20 00 CC 94
Rece:FF 10 02 00 00 01 15 AF

解析发送报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	10	功能码；
2-3	02 00	起始寄存器的地址； 对应的实际地址：40513(40001+200H)
4-5	00 01	要写入的寄存器的数量(因为一个寄存器是两个字节，01×2=02)
6	02	要写入的Data的字节数
7-8	02 00	Data
9-10	CC 94	CRC校验；循环冗余校验

解析接受报文

序号	报文	描述
0	FF	地址位；0为广播，串口模式地址位:0-255
1	10	功能码；
2-3	02 00	起始寄存器的地址；
4-5	02 00	Data
6-7	CC 94	CRC校验；循环冗余校验

Modbus TCP

Modbus TCP报文的格式主要包括TCP/IP头部和Modbus应用数据两部分。TCP/IP头部用于在网络层传输数据，确保数据包能够准确到达目标主机和端口，而Modbus应用数据则包含了Modbus协议特定的指令和数据。

Modbus TCP报文的Modbus应用数据部分（除去TCP/IP头部）一般结构如下：

MBAP（Modbus Application Protocol Header）头：

Transaction Identifier (TransID)：4字节，用于识别请求与响应的关联性，客户端在发出请求时生成，服务器会在响应中复用这个ID。
Protocol Identifier (ProtoID)：2字节，常设置为00 00，代表Modbus协议。
Length：2字节，表示紧随其后的PDU（Protocol Data Unit）的长度（以字节计）。
Unit Identifier (UnitID)：1字节，类似于Modbus RTU中的设备地址，用于指定接收报文的设备。

PDU（Protocol Data Unit）：

• 功能码（Function Code）：1字节，定义了Modbus操作的类型，如读取线圈、寄存器等。
• 数据区（Data Field）：长度可变，根据功能码的不同，包含相应的信息，比如寄存器地址、寄存器数量、读取或写入的数据等。

举例说明：

一个Modbus TCP报文请求读取保持寄存器的实例可能如下所示（十六进制表示，已省略IP和TCP头部）：

请求报文：
00 00 00 00 00 06 01 03 00 00 00 01

解析请求报文

报文	描述
00 00 00 00	TransID
00 00	ProtoID
00 06	Length（表示PDU长度为6字节）
01	UnitID
03	Function Code（读取保持寄存器）
00 00 00 01	Data Field（表示从地址0开始读取1个保持寄存器）

响应报文：
00 00 00 00 00 0A 01 03 02 04 00 01 FF 00

解析请求报文

报文	描述
00 00 00 00	TransID
00 00	ProtoID
00 0A	Length（表示PDU长度为10字节）
01	UnitID
03	Function Code （读取保持寄存器）
02 04 00 01 FF 00	Data Field（表示返回了2个寄存器的数据，每个寄存器占用2字节，这里是地址0的寄存器值为0x0001，下一个寄存器值为0xFF00）

请注意，上述例子简化了网络传输过程中的实际报文结构，真实的Modbus TCP报文会嵌套在TCP/IP报文内部，在网络上传输时还会带有源IP地址、目标IP地址、源端口号、目标端口号等TCP/IP头部信息。