通信Modbus是如何工作的？

學(xué)電子需要掌握一些常見(jiàn)的通信協(xié)議，Modbus就屬其中一種，Modbus在現實(shí)生活中應用非常廣泛，很多工業(yè)電子設備的系統中基本都有它的存在。

今天針對初學(xué)描述關(guān)于一些Modbus常見(jiàn)的問(wèn)題。

什么是Modbus？

Modbus 是由 Modicon 公司（現施耐德），于1979年針對 PLC 開(kāi)發(fā)的一種通信協(xié)議，當時(shí)主要用于工業(yè)電子設備之間聯(lián)網(wǎng)通信。

Modbus 是一種應用層通信息協(xié)議，位于 OSI（開(kāi)放式系統互聯(lián)通信）模型的第 7 層。它在不同類(lèi)型的總線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò )上連接的設備之間提供客戶(hù)端/服務(wù)器通信。

Modbus 是由一個(gè) Master（主機） 和最多 247 個(gè) Slave（從機）組成的通信網(wǎng)絡(luò )。

更多關(guān)于Modbus的介紹，可以參看：

https://modbus.org/

Modbus干什么用？

Modbus 是一種開(kāi)放的通信協(xié)議，你可以免費將其應用到你的設備中，而無(wú)需支付版稅。

Modbus 是一種廣泛使用的標準通信協(xié)議，你和其他廠(chǎng)家的設備，如果都遵循 Modbus 標準協(xié)議，就可以進(jìn)行通信傳輸數據。

Modbus是如何工作的？

Modbus 通常底層基于 UART 串口485進(jìn)行通信，最簡(jiǎn)單的一個(gè)主設備和一個(gè)從設備通信，就是通過(guò)串口Tx和Rx進(jìn)行收發(fā)數據。

底層串口的通信，就是大家熟悉的“0”“1”通信，在這個(gè)基礎上，添加 Modbus 通信協(xié)議，方便解析協(xié)議和多設備組網(wǎng)。

一主多從，在從設備中都有唯一的地址，通過(guò)解析從機地址，主機就能和對應的從機進(jìn)行通信。

什么是Modbus ASCII？

Modbus ASCII是Modbus協(xié)議中的一種傳輸方式，對應的還有另外一種

Modbus RTU傳輸方式。

施耐德電氣（Schneider Electric）收購了Modicon公司之后，有推出了Modbus TCP協(xié)議。

協(xié)議格式：

什么是從機地址？

從機地址（或從站ID），就是為每一個(gè)從設備分配的唯一地址，方便主機建立通信時(shí)進(jìn)行識別，從機地址在出廠(chǎng)時(shí)就會(huì )設置好。

什么是功能碼？

功能碼是 Modbus 通信協(xié)議中的一項，主機發(fā)送的第二個(gè)字節就是功能碼。就是你看到的讀寫(xiě)線(xiàn)圈寄存器那些內容。

下面貼幾個(gè)常見(jiàn)功能碼：

什么是CRC？

正規的通信協(xié)議基本都有校驗碼，目的就是為了確保傳輸的數據沒(méi)有錯誤。像校驗和、CRC校驗等是嵌入式設備通信協(xié)議常見(jiàn)的校驗碼。

Modbus使用CRC循環(huán)冗余校驗，其校驗信息位于消息末尾的兩個(gè)字節。

這里推薦閱讀文章《自定義串口通信協(xié)議》中文末校驗相關(guān)的內容。

參考：

http://www.simplymodbus.ca/crc.xls

什么是字/字節排序？

字節排序就是先存儲（傳輸）高字節，還是先傳輸低字節。比如：0x1234，它是兩個(gè)字節，傳輸時(shí)通常是分0x12和0x34傳輸。

在通信中，會(huì )牽涉到一個(gè)字節排序的問(wèn)題，但在Modbus 規范中并未準確定義數據在寄存器中的存儲方式。

Modbus標準協(xié)議沒(méi)有具體約定，就需要開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)過(guò)程中人為約定先傳輸高字節，還是低字節。

最后

Modbus是一種應用非常廣泛的標準通信協(xié)議，工業(yè)自動(dòng)化、電子、嵌入式等這些專(zhuān)業(yè)的同學(xué)，建議都抽時(shí)間學(xué)習一下。

由于時(shí)間有限，本文只介紹了一些基礎內容，更多介紹和協(xié)議具體內容，請到官網(wǎng)深入了解。

https://modbus.org/