Modbus通讯协议及编程.doc

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1、MODBUS通讯协议及编程ModBus通讯协议分为RTU协议和ASCII协议，我公司的多种仪表都采用ModBus RTU通讯协议，如：CH2000智能电力监测仪、CH2000M电力参数采集模块、巡检表、数显表、光柱数显表等。下面就ModBus RTU协议简要介绍如下：一、通讯协议（一）、通讯传送方式： 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容： 编 码8位二进制起始位1位数据位8位奇偶校验位1位（偶校验位）停止位1位错误校检CRC（冗余循环码）初始结构 = 4字节的时间 地址码 = 1 字节功能码 = 1 字节数据区 = N 字节

2、错误校检 = 16位CRC码 结束结构 = 4字节的时间地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为(比如功能码大与此同时12

3、7)，则表明从机没有响应操作或发送出错。数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。 CRC码：二字节的错误检测码。（二）、通讯规约： 当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。1信息帧结构地址码功能码数据区错误校验码8位8位N 8位16位地址码：地址码是信息帧的第一字节(8位)，从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收

4、由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。 功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。 代码含义 操作03读取数据读取当前寄存器内一个或多个二进制值06重置单一寄存器把设置的二进制值写入单一寄存器数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。错误校验码：主机或从机可用校验码进行判

5、别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。注：信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。2错误校验 冗余循环码（CRC）包含2个字节，即16位二进制。CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时

6、只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。CRC码中的数据发送、接收时低字节在前。 计算CRC码的步骤为： 预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器； 把第一个8位数据与1

7、6位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器； 把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位； 如果最低位为0：重复第3步(再次移位); 如果最低位为1：CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或； 重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理； 重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理； 最后得到的CRC寄存器即为CRC码。 3功能码03，读取点和返回值：仪表采用Modbus RTU通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点(“保持寄存器”) 或返回值(“输入寄存器” )的操作。保持和输入寄存器都是16位（2字节）值

8、，并且高位在前。这样用于仪表的读取点和返回值都是2字节。一次最多可读取寄存器数是60。由于一些可编程控制器不用功能码03，所以功能码03被用作读取点和返回值。从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。4功能码06，单点保存主机利用这条命令把单点数据保存到仪表的存储器。从机也用这个功能码向主机返送信息。二、编程举例下面是一个用VC编写的ModBus RTU通讯的例子（一）、通讯口设置DCB dcb;hCom=CreateFile(COM1, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,

9、0,NULL);if(hCom=INVALID_HANDLE_VALUE)MessageBox(createfile error,error);BOOL error=SetupComm(hCom,1024,1024);if(!error)MessageBox(setupcomm error);error=GetCommState(hCom,&dcb);if(!error)MessageBox(getcommstate,error);dcb.BaudRate=2400;dcb.ByteSize=8;dcb.Parity=EVENPARITY;/NOPARITY;dcb.StopBits=ONES

10、TOPBIT;error=SetCommState(hCom,&dcb);（二）、CRC校验码计算UINT crcvoid calccrc(BYTE crcbuf)BYTE i;crc=crc crcbuf;for(i=0;i1;crc=crc&0x7fff;if (TT=1)crc=crc0xa001;crc=crc&0xffff;（三）、数据发送zxaddr=11;/读取地址为11的巡检表数据zxnum=10;/读取十个通道的数据writebuf20=zxaddr;writebuf21=3;writebuf22=0;writebuf23=0;writebuf24=0;writebuf25=

11、zxnum;crc=0xffff;calccrc(writebuf20);calccrc(writebuf21);calccrc(writebuf22);calccrc(writebuf23);calccrc(writebuf24);calccrc(writebuf25);writebuf26=crc & 0xff;writebuf27=crc/0x100;WriteFile(hCom,writebuf2,8,&comnum,NULL);（四）、数据读取ReadFile(hCom,writebuf,5+zxnum*2,&comnum,NULL);/读取zxnum个通道数据可增加错误处理程序，如

12、地址码错误、CRC码错误判断、通讯故障处理等。Modbus通讯协议及编程 技术分类:网络与通讯 发表时间：2007-02-17 Modbus通讯协议分为RTU协议和ASCII协议，我公司的多种仪表都采用ModBus RTU通讯协议。下面就ModBus RTU协议简要介绍如下： 一、通讯协议： 1、通讯传送方式： 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容： 编 码 8位二进制 起始位 1位 数据位 8位 奇偶校验位 1位（偶校验位） 停止位 1位 错误校检 CRC（冗余循环码） 初始结构 = 4字节的时间 地址码 = 1 字节 功能

13、码 = 1 字节 数据区 = N 字节 错误校检 = 16位CRC码 结束结构 = 4字节的时间 地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。 功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机 请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发

14、送的功能码的最高位为(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。 数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。 CRC码：二字节的错误检测码。 2、通讯规约： 当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。 （1）信息帧结构 地址码 功能码 数据区 错误校验码 8位 8位 N 8位 16位 地址码：地址码是信息帧的

15、第一字节(8位)，从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。 功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。 代码 含义 操作 03 读取数据 读取当前寄存器内一个或多个二进制值 06 重置单一寄存器 把设置的二进制值写入单一寄存器 数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读

16、取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。 错误校验码：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。 注：信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。 （2）错误校验 冗余循环码（CRC）包含2个字节，即16位二进制。CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。 C

17、RC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。CRC码中的数据发送、接收时低字节在前。 计算CRC码的步骤为：

18、 1、预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器； 2、把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器； 3、把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位； 4、如果最低位为0：重复第3步(再次移位); 如果最低位为1：CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或； 5、重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理； 6、重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理； 7、最后得到的CRC寄存器即为CRC码。 （3）功能码03，读取点和返回值： 仪表采用Modbus RTU

19、通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点(“保持寄存器”) 或返回值(“输入寄存器” )的操作。保持和输入寄存器都是16位（2字节）值，并且高位在前。这样用于仪表的读取点和返回值都是2字节。一次最多可读取寄存器数是60。由于一些可编程控制器不用功能码03，所以功能码03被用作读取点和返回值。从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。 （4）功能码06，单点保存 主机利用这条命令把单点数据保存到仪表的存储器。从机也用这个功能码向主机返送信息。 二、编程举例： 下面是一个用VC编写的ModBus RTU通讯的例子 通讯口设置 DCB dcb

20、; hCom=CreateFile(COM1 , GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL); if(hCom=INVALID_HANDLE_VALUE) MessageBox(createfile error,error); BOOL error=SetupComm(hCom,1024,1024); if(!error) MessageBox(setupcomm error); error=GetCommState(hCom,&dcb); if(!error) MessageBox(getcommstate,err

21、or); dcb.BaudRate=2400; dcb.ByteSize=8; dcb.Parity=EVENPARITY;/NOPARITY; dcb.StopBits=ONESTOPBIT; error=SetCommState(hCom,&dcb); CRC校验码计算 UINT crc void calccrc(BYTE crcbuf) BYTE i; crc=crc crcbuf; for(i=0;i1; crc=crc&0x7fff; if (TT=1) crc=crc0xa001; crc=crc&0xffff; 数据发送 zxaddr=11;/读取地址为11的巡检表数据 zxnu

22、m=10;/读取十个通道的数据 writebuf20=zxaddr; writebuf21=3; writebuf22=0; writebuf23=0; writebuf24=0; writebuf25=zxnum; crc=0xffff; calccrc(writebuf20); calccrc(writebuf21); calccrc(writebuf22); calccrc(writebuf23); calccrc(writebuf24); calccrc(writebuf25); writebuf26=crc & 0xff; writebuf27=crc/0x100; WriteFil

23、e(hCom,writebuf2,8,&comnum,NULL); 数据读取 ReadFile(hCom,writebuf,5+zxnum*2,&comnum,NULL);/读取zxnum个通道数据可增加错误处理程序，如地址码错误、CRC码错误判断、通讯故障处理等。 Modbus协议在涩宁兰SCADA系统中的应用来源：录入时间：07-03-28 11:29:24English version 摘要：工业控制已进入网络时代，在如今工控技术和工控产品百家争鸣的时代，各种不同设备之间的通讯已成为一个系统的关键所在。Modbus工业网络协议就是解决这一问题的一种利器。本文简单阐述了Modbus协议的基

24、本原理，并结合涩宁兰输气管线SCADA系统中Modbus协议的实际应用，介绍了Modbus应用的一般方法和注意事项。主题词：Modbus 帧 ASCII模式 RTU模式 SCADA RS-485Modbus 协议是Modicon 公司开发的一种数据通讯协议，通过这个协议，各种不同的设备和网络可相互进行通讯，由于其具有高度的可操作性和开放性，Modbus 协议已经成为一种通用性很强的工业控制网络通讯协议。许多不同品牌、不同厂家的设备之间都可通过该协议交换数据。涩宁兰输气管线SCADA系统应用了多种通讯和网络协议，使各种设备有机的结合在一起，成为一个完整的三级集散控制系统，Modbus 协议是其中

25、一种重要的协议。Modbus 协议简介一、 Modbus的通讯过程Modbus协议定义了一种信息结构，这种信息结构可以被所有支持该协议的各种设备在通讯时认可和使用。它描述了控制器向其他设备发出查询的过程以及其他设备如何进行应答，以及错误的检测和报告。Modbus协议采用master-slave(主-从)的技术。在一个Modbus总线上，只能有一个master，而slave最多可有247个，地址为1247。进行通讯时，只有master才可以发起一个“查询”，充当slave的设备不断的检测，当检测到有自己地址的“查询”时，就会向master发出一个“回应”，或者根据master的命令采取相应的动作

26、。当master发出的“查询”是一个“广播”（地址码为0）时，所有的slave都执行master的命令，但不向master发出回应信息。二、 Modbus的帧在网络通信中，数据都是以“包”（Packet）或 “帧”（Frame）的形式进行传输，“包”和“帧”含义基本相同，均指通信中的一个数据块。对于某种具体通信网络，一般使用术语“帧”。在Modbus协议中，引用了“帧”（Frame）作为通讯过程中的数据单位，Modbus中的“帧”由以下几部分组成：1、标志位：表示一个“帧”的开始。2、地址位：表示该“帧”的信息是发给哪一个slave的，或是由哪个slave发出的信息。3、功能代码：表示指令，在

27、Modbus协议中，有一系列代码表示不同的指令，例如：代码“3”表示读数据。4、数据位：是对功能代码的进一步补充与说明，说明指令的具体内容。5、校验位：CRC或LRC校验。6、停止位：表示该“帧”的结束。每部分的位数和表示方法依采取的模式不同而略有区别，下文将详细论述。三、 Modbus的两种通讯模式在Modbus协议中，依数据在传输的过程中的具体形式不同，分为两种模式：ASCII 和 RTU，采用哪种模式由用户自己根据需要进行选择。在选择时，同一Modbus网络中的所有设备的模式选择必须一致。1、 ASCII模式ASCII（American Standard Code for Informa

28、tion Interchange)，即美国信息交换标准代码。在这种模式中，每个8比特的字节被转换两个ASCII字符进行传送。这种模式的主要优点是传送的每相邻的两字节之间允许最大的时间间隔是1秒。 表一：ASCII模式的帧格式在此帧中： 帧是以一个冒号（：）来做为开始的标志；以CRLF（carriage return-line feed即“回车-换行”）为结束标志； 代码系统采用十六进制，ASCII字符0.9，A.F 每个ASCII字符由一个16进制的字符组成； 每个字节中包括：1个开始位；7个数据位（低位先传送）；1个奇偶校验位（无奇偶校验时为0位）；1个（有奇偶校验时）或2位（无奇偶校验时）

29、停止位； ASCII模式采用LRC（纵向冗余校验）检错方法。2、 RTU模式RTU(Remote Terminal Unit)，即远程终端单元，这种模式的特点是信息中每个8比特的字节被转换为两个4比特的十六进制字符来传输。它的优点是更大的数据密度使它在相同的波特率下比ASCII模式有更强的数据吞吐能力。 表二：RTU模式的帧格式在此帧中：该帧是以一个相当于至少3.5个字节传输时间的空闲做为开始和结束的标志；整个帧的所有数据必须连续传送，如果中间间隔超过1.5个字符传输时间，接收设备会认为下一个字符为一个新帧的开始，即为一个地址码； 代码系统采用8位二进制，十六进制数0.9，A.F； 信息的每个

30、8比特字符由两个16进制的字符组成； 每个字节中包括：一个开始位；8个数据位（低位先传送）；1个奇偶校验位（无奇偶校验时为0）；1个（有奇偶校验时）或2位（无奇偶校验时）停止位； ASCII模式采用CRC（循环冗余校验）检错方法。四、 Modbus与其他网络的通讯Modbus网络可以通过设备内置的部件或网络适配器与其他兼容Modbus的网络进行通讯。在其他网络上，Modbus协议的有关信息将被植入该网络的帧或数据包结构中，以完成信息的转换，这种转换还可以解译节点的地址、路径和检错方法等。在其它网络上，控制器使用对等（peer-to-peer）技术通信，故任何控制器都能发起一个和其它控制器的通信

31、。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备（master）也可作为从设备（slave）。多个内部通道可允许多个传输进程同时进行。在传送消息时，尽管网络通信方法是“对等”的方式，但Modbus协议仍然遵循“主从”原则。当一个控制器发送一个消息，并期望从其他设备得到回应时，它是做为“主”设备，。同样，当该控制器接收到一消息，它将建立一个“回应”格式的信息返回给发送的控制器。这时，他充当的是“从”设备 Modbus 协议在涩宁兰SCADA系统中的应用应用原理 在涩宁兰SCADA系统中，Modbus充当的是连接流量计算机和PLC的数据桥梁。流量计算机从现场仪表采集相应的数据，计算出瞬时流量、累计流

32、量等流量参数，再通过Modbus将必要的数据传至PLC中，经PLC进行必要的处理后，显示在上位机上供生产运行之用。流程如下图： 图1：流量参数的数据流向示意图调试过程一、 接线涩宁兰SCADA系统的PLC采用的是A-B公司的contrologix，其远程I/O机架上有一块通讯模板，叫做MCM（Modbus Conmminication Model）,即Modbus通讯模板。MCM模板在Modbus和PLC的背板之间充当一个网桥，同时也是Modbus总线的Master。若干台流量计算机与MCM模板按照RS-485接口标准，通过DB9串口连接器连接成一个Modbus网络，接线图如下（以两台流量计算

33、机为例，多台可顺次并联）： 图2：MCM模板与流量计算机通讯接线图注意事项：1、 MCM模板提供的是RJ45的接口，可利用厂家提供的RJ45- DB9转接线，也可以直接用RJ45接线，方法为：RJ45玻璃体从前直视，自左向右依次为1-8，与DB9接头1-8端一一对应。本工程采用后者，好处是减少接线次数，提高通讯的稳定性。2、 通讯介质采用超五类屏蔽双绞线，主要是考虑RJ45接头的连接。我们在实验时曾用过一般导线，对通讯效果并无影响。可见Modbus对通讯介质并无特殊要求。3、 连线应尽量短，够用即可，不仅看起来整齐，而且对于不同设备间的通讯，尽量短的线总是稳定性要好的多。4、 导线一定要保证完

34、好无损，接头一定连接紧固，要反复测试确认。因为在调试过程中，任何一点的虚接都可能造成通讯的失败，而且极难查找原因。一个可靠的硬件连接可省去调试过程中很多不必要的故障和故障查找的步骤。5、 RS-485总线通讯在连线时只需遵循一个原则，那就是收对发，发对收。确认此连接无误，若其他没有问题，一定会成功。二、 设备组态在此网络中，MCM模板充当Master，流量计算机为slave。对所用的MCM模板的端口设置如表三，流量计算机相应端口设置如表四： 表三：MCM模板的端口设置 表四：流量计算机的端口设置其他相关设置项根据实际需要进行设置。设备设置时一定要注意根据不同设备的不同要求，两端的设置相对应的项

35、一定要相同。三、 调试中出现的问题及解决方法：1、 在利用Modbus通讯的过程中，遇到这样一个问题，即浮点数的传输问题。因为一般浮点数都是32位，而Modbus总线中只能传输最多16位的数据。解决方法：可以利用两个整形数传送一个浮点数（即将一个32位的二进制数分割成两个16位的二进制数），传送完以后，再将两个整形数整合为一个浮点数。2、 在调试过程中，当数据传输至PLC中后，最初发现数据并不是原来的数值，而是一些莫名其妙的数据，要么大的离谱，要么是负的多位数。经过反复的尝试，终于发现问题所在，原来，在Modbus总线中，数据传输时是低位字节先传送，传送过来后如果不进行交换，二进制的数值排列是

36、反向的，即原来的低字节在高位，高字节在低位，所以得到的数据和原数据相差甚远。只要将数据的高低位字节进行交换（swap位置1），就可解决此问题。3、 在调试过程中，总是调不通怎么办？在数据通讯的调试过程中，如果数据总是不通，我们一般按照这样的顺序进行检查：1) 各种设备是否正常，2) 接线是否正确、完好；3) 各种设备组态是否正确。一般来说，这些因素极少出现问题，但仔细检查是必要的，这些得到确认后，还要注意以下几点：1) 用一种测试软件进行测试，这样可以将问题的范围缩小，在我们的调试过程中，我们用了一种叫做“MBUS2”的小测试软件对流量计算机的接线和组态进行测试，一般当利用此软件测试成功后，再

37、整体调试，问题可迎刃而解。象我们用的“MBNUS2“，还有“MODBUS VIEW”等，这种测试软件在网上可以得到。它们简单易用，但却极其有效。2) 检查没有任何问题但却仍旧不通时，可尝试将所有设备关掉重新启动。这样一个简单的方法，在调试时经常很有用。结束语：利用Modbus协议来实现不同设备之间的通讯，操作简便，适用性强，通讯速度快。因此，在各种工控系统中，Modbus是极为常见的一种通讯协议。同时，Modbus也是一种实力较强的现场总线，在工业控制实现真正的网络化过程中，Modbus将发挥更大的作用。MODBUS通讯协议及编程ModBus通讯协议分为RTU协议和ASCII协议，我公司的多种

38、仪表都采用ModBus RTU通讯协议，如：YD2000智能电力监测仪、巡检表、数显表、光柱数显表等。下面就ModBus RTU协议简要介绍如下：一、通讯协议（一）、通讯传送方式： 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容：编 码 8位二进制 起始位 1位 数据位 8位 奇偶校验位 1位（偶校验位） 停止位 1位 错误校检 CRC（冗余循环码） 初始结构 = 4字节的时间地址码 = 1 字节功能码 = 1 字节数据区 = N 字节错误校检 = 16位CRC码结束结构 = 4字节的时间地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表

39、明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设

40、置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。 CRC码：二字节的错误检测码。（二）、通讯规约： 当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。1信息帧结构地址码 功能码 数据区 错误校验码 8位 8位 N 8位 16位 地址码：地址码是信息帧的第一字节(8位)，从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。

41、当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。 功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。代码 含义 操作 03读取数据读取当前寄存器内一个或多个二进制值06重置单一寄存器把设置的二进制值写入单一寄存器数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。错误校验码：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化

42、，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。注：信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。2错误校验 冗余循环码（CRC）包含2个字节，即16位二进制。CRC码由发送设备计算，放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计

43、算。 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。CRC码中的数据发送、接收时低字节在前。 计算CRC码的步骤为： 预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器； 把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器； 把寄存器的内容右移一位(朝低位

44、)，用0填补最高位，检查最低位； 如果最低位为0：重复第3步(再次移位); 如果最低位为1：CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或； 重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理； 重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理； 最后得到的CRC寄存器即为CRC码。 3功能码03，读取点和返回值：仪表采用Modbus RTU通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点(“保持寄存器”) 或返回值(“输入寄存器” )的操作。保持和输入寄存器都是16位（2字节）值，并且高位在前。这样用于仪表的读取点和返回值都是2字节。一次最多可读取寄存器数是60。由于一些可编程控制器不用功能码03，所以功能码03被用作读取点和返回值。从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。4功能码06，单点保存主机利用这条命令把单点数据保存到仪表的存储器。从机也用这个功能码向主机返送信息。二、编程举例下面是一个用VC编写的ModBus RTU通讯的例子（一）、通讯口设置DCB dcb;hCom=CreateFile(COM1, GE