modbusTCP通讯过程

一、协议介绍

 Modbus TCP 是 Modbus 协议在 TCP/IP 网络上的扩展实现。它基于 Modbus 传统的请求 - 响应模式，通过 TCP/IP 网络传输数据

二、功能码

什么是功能码？
拿王者荣耀的英雄技能举例.当你想英雄使用1技能时，使用 01 功能码(游戏实际是按下1技能的按键)
所以，功能码就是区分协议中不同功能的标识。发送不同的功能码，协议会根据不同的功能码来就行相应的响应

功能码	技能
01	1技能
02	2技能
03	3技能

2.1 功能码

字（Word）：1 字 = 16 位 = 2 字节
字节（byte）：1 字节 = 8 位
位（bit）：计算机中最小的信息单位，1 位表示 0 或 1。

功能码	名称	位/字操作	操作数量
01	读线圈状态	位	单个/多个
02	读离散输入状态	位	单个/多个
03	读保持寄存器	字	单个/多个
04	读输入寄存器	位	单个/多个
05	写单个线圈	位	单个
06	写单个保持寄存器	字	单个
15	写多个线圈	位	多个
16	写多个保持寄存器	字	多个

从表格中可以看到，对线圈都是位操作；对寄存器都是字操作。

三、报文结构

报文构成

MBAP Header	Function code	data

3.1 MBAP 报文头说明

Transaction identifier	Protocol identifier	Length	Unit identifier
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte
匹配请求响应	固定为0 (modbusTCP)	后续的字节长度	标识从站设备
0 ~ 65535	0x00	0 ~ 65535

3.2 读保持寄存器报文

请求报文结构：

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	起始寄存器地址	从起始寄存器开始读寄存器数量
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

响应报文结构：

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	数据长度	寄存器数据
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 * 数据长度 byte

读寄存器地址位 00 的数据 报文示例

Tx--0193 : 00 00 00 00 00 06 01 03 00 00 00 01
Rx--0194: 00 00 00 00 00 05 01 03 02 00 c8

读寄存器地址位 00 01 04 06 的数据 报文示例

Tx--0023 : 00 00 00 00 00 06 01 03 00 00 00 07
Rx--0024: 00 00 00 00 00 11 01 03 0e 00 c8 00 64 00 00 01 f4 01 f4 00 7d 00 7d

在这个示例中。可以发现即使不读 02 03 05的数据，报文请求也会把其包含。
再看另一个 读寄存器地址位 00 01 04 06 的数据 报文

Tx--0001 : 00 00 00 00 00 06 01 03 00 00 00 02
Rx--0002: 00 00 00 00 00 07 01 03 04 00 c8 00 64
Tx--0000 : 01 00 00 00 00 06 01 03 00 04 00 01
Rx--0001: 01 00 00 00 00 05 01 03 02 01 f4
Tx--0001 : 02 00 00 00 00 06 01 03 00 06 00 01
Rx--0002: 02 00 00 00 00 05 01 03 02 00 7d

但是这个报文，却是把地址没有连在一起的寄存器分开来读，这是为什么呢？因为我把单帧最大寄存器数设置成了2

3.3 写单个保持寄存器 0x06

请求报文结构:

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	寄存器地址	控制下发数据
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

响应报文结构:

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	寄存器地址	控制下发数据
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

报文示例：

Tx--0001 : 00 00 00 00 00 06 01 06 00 00 00 02
Rx--0002: 00 00 00 00 00 06 01 06 00 00 00 02

3.4 写多个寄存器 0x10

请求报文：

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	寄存器起始地址	寄存器数量	字节长度	控制下发数据
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte	1 byte	字节长度 byte

响应报文结构:

传输标识	协议标识	字节长度	从机标识	功能码	寄存器地址	寄存器数量
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

从站报文示例：

Rx:000104-06 00 00 00 00 09 01 10 00 03 00 01 02 00 7B
Tx:000105-06 00 00 00 00 06 01 10 00 03 00 01

四、报文异常处理