MODBUS通信協(xié)議

1、MODBUS通信協(xié)議HZR、HZC系列產(chǎn)品采用RS485、RS232、CAN、EtherNet（TCPIP）等通信方式與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)或上一級調(diào)度自動化系統(tǒng)連接。MODBUS是應(yīng)用層協(xié)議，可基于上述通信媒介進(jìn)行系統(tǒng)互連。MODBUS采用直接內(nèi)存訪問的模式，其基本協(xié)議定義了內(nèi)存訪問的具體細(xì)節(jié)，各應(yīng)用程序或系統(tǒng)互連時只須提供內(nèi)存地址表即可。一、 HZR、HZC系列產(chǎn)品支持的MODBUS命令1、 連續(xù)讀n個字（功能碼03H）下行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：03H起始地址（WORD）：0000HFFFFH讀的字?jǐn)?shù)（WORD）：0001H007DH校 驗 碼（WORD）：以

2、上所有字節(jié)的CRC16校驗和上行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：03H數(shù)據(jù)長度（BYTE）：01HFAH數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：讀到的具體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：讀到的具體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：讀到的具體數(shù)據(jù)校 驗 碼（WORD）：以上所有字節(jié)的CRC16校驗和2、 寫1個字（功能碼06H）下行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：06H起始地址（WORD）：0000HFFFFH寫入數(shù)據(jù)（WORD）：0001HFFFFH校 驗 碼（WORD）：以上所有字節(jié)的CRC16校驗和上行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：0

3、6H起始地址（WORD）：0000HFFFFH寫入數(shù)據(jù)（WORD）：0001HFFFFH校 驗 碼（WORD）：以上所有字節(jié)的CRC16校驗和3、 連續(xù)寫n個字（功能碼10H）下行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：10H起始地址（WORD）：0000HFFFFH寫的字?jǐn)?shù)（WORD）：0001H007DH數(shù)據(jù)長度（BYTE）：01HFAH數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：寫入的具體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：寫入的具體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)內(nèi)容（BYTE）：寫入的具體數(shù)據(jù)校 驗 碼（WORD）：以上所有字節(jié)的CRC16校驗和上行：設(shè)備地址（BYTE）：01HFFH功 能 碼（BYTE）：10H起

4、始地址（WORD）：0000HFFFFH寫的字?jǐn)?shù)（WORD）：0001H007DH校 驗 碼（WORD）：以上所有字節(jié)的CRC16校驗和CRC計算例程：unsigned short CalculateCRC(unsigned short* pData,unsigned short wLength)unsigned short wCRC;wCRC = 0xffff;while(wLength-) wCRC = (wCRC>>8)c_wTableCRC(wCRC*pData+)&0x00ff;return wCRC;unsigned short c_wTableCRC256 =

5、 0x0000,0xc0c1,0xc181,0x0140,0xc301,0x03c0,0x0280,0xc241,0xc601,0x06c0,0x0780,0xc741,0x0500,0xc5c1,0xc481,0x0440,0xcc01,0x0cc0,0x0d80,0xcd41,0x0f00,0xcfc1,0xce81,0x0e40,0x0a00,0xcac1,0xcb81,0x0b40,0xc901,0x09c0,0x0880,0xc841,0xd801,0x18c0,0x1980,0xd941,0x1b00,0xdbc1,0xda81,0x1a40,0x1e00,0xdec1,0xdf8

6、1,0x1f40,0xdd01,0x1dc0,0x1c80,0xdc41,0x1400,0xd4c1,0xd581,0x1540,0xd701,0x17c0,0x1680,0xd641,0xd201,0x12c0,0x1380,0xd341,0x1100,0xd1c1,0xd081,0x1040,0xf001,0x30c0,0x3180,0xf141,0x3300,0xf3c1,0xf281,0x3240,0x3600,0xf6c1,0xf781,0x3740,0xf501,0x35c0,0x3480,0xf441,0x3c00,0xfcc1,0xfd81,0x3d40,0xff01,0x3f

7、c0,0x3e80,0xfe41,0xfa01,0x3ac0,0x3b80,0xfb41,0x3900,0xf9c1,0xf881,0x3840,0x2800,0xe8c1,0xe981,0x2940,0xeb01,0x2bc0,0x2a80,0xea41,0xee01,0x2ec0,0x2f80,0xef41,0x2d00,0xedc1,0xec81,0x2c40,0xe401,0x24c0,0x2580,0xe541,0x2700,0xe7c1,0xe681,0x2640,0x2200,0xe2c1,0xe381,0x2340,0xe101,0x21c0,0x2080,0xe041,0xa

8、001,0x60c0,0x6180,0xa141,0x6300,0xa3c1,0xa281,0x6240,0x6600,0xa6c1,0xa781,0x6740,0xa501,0x65c0,0x6480,0xa441,0x6c00,0xacc1,0xad81,0x6d40,0xaf01,0x6fc0,0x6e80,0xae41,0xaa01,0x6ac0,0x6b80,0xab41,0x6900,0xa9c1,0xa881,0x6840,0x7800,0xb8c1,0xb981,0x7940,0xbb01,0x7bc0,0x7a80,0xba41,0xbe01,0x7ec0,0x7f80,0x

9、bf41,0x7d00,0xbdc1,0xbc81,0x7c40,0xb401,0x74c0,0x7580,0xb541,0x7700,0xb7c1,0xb681,0x7640,0x7200,0xb2c1,0xb381,0x7340,0xb101,0x71c0,0x7080,0xb041,0x5000,0x90c1,0x9181,0x5140,0x9301,0x53c0,0x5280,0x9241,0x9601,0x56c0,0x5780,0x9741,0x5500,0x95c1,0x9481,0x5440,0x9c01,0x5cc0,0x5d80,0x9d41,0x5f00,0x9fc1,0

10、x9e81,0x5e40,0x5a00,0x9ac1,0x9b81,0x5b40,0x9901,0x59c0,0x5880,0x9841,0x8801,0x48c0,0x4980,0x8941,0x4b00,0x8bc1,0x8a81,0x4a40,0x4e00,0x8ec1,0x8f81,0x4f40,0x8d01,0x4dc0,0x4c80,0x8c41,0x4400,0x84c1,0x8581,0x4540,0x8701,0x47c0,0x4680,0x8641,0x8201,0x42c0,0x4380,0x8341,0x4100,0x81c1,0x8081,0x4040;通訊數(shù)據(jù)的類型

11、及格式說明：信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位。在主站和從站之間傳遞的通訊信息是11位的字格式：字格式（串行數(shù)據(jù)）11位二進(jìn)制起始位1位數(shù)據(jù)位8位奇偶校驗位1位:有奇偶校驗位/無：無奇偶校驗位停止位1位:有奇偶校驗位/2位：無奇偶校驗位 通訊數(shù)據(jù)（信息幀）格式數(shù)據(jù)格式：地址碼功能碼數(shù)據(jù)區(qū)錯誤校檢數(shù)據(jù)長度：1字節(jié)1字節(jié)N字節(jié)16位CRC碼（冗余循環(huán)碼） 注：1、1個字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成（既8 bit）。 2、ModBus是Modicon公司的注冊商標(biāo)。 3、“從機”在本文件中既為PDM。一、通訊信息傳輸過程：當(dāng)通訊命令由發(fā)送設(shè)備（主機）發(fā)送至接收設(shè)備（從機）時，符合相應(yīng)地址碼的從機接收通訊命令

12、，并根據(jù)功能碼及相關(guān)要求讀取信息，如果CRC校驗無誤，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，然后把執(zhí)行結(jié)果（數(shù)據(jù)）返送給主機。返回的信息中包括地址碼、功能碼、執(zhí)行后的數(shù)據(jù)以及CRC校驗碼。如果CRC校驗出錯就不返回任何信息。1.1 地址碼： 地址碼是每次通訊信息幀的第一字節(jié)（8位），從1到255。這個字節(jié)表明由用戶設(shè)置地址的從機將接收由主機發(fā)送來的信息。每個從機都必須有唯一的地址碼，并且只有符合地址碼的從機才能響應(yīng)回送信息。當(dāng)從機回送信息時，回送數(shù)據(jù)均以各自的地址碼開始。主機發(fā)送的地址碼表明將發(fā)送到的從機地址，而從機返回的地址碼表明回送的從機地址。相應(yīng)的地址碼表明該信息來自于何處。1.2 功能碼： 是每次通訊信息

13、幀傳送的第二個字節(jié)。ModBus通訊規(guī)約可定義的功能碼為1到127。PDM系列儀表/變送器僅用到其中的一部分功能碼。作為主機請求發(fā)送，通過功能碼告訴從機應(yīng)執(zhí)行什么動作。作為從機響應(yīng)，從機返回的功能碼與從主機發(fā)送來的功能碼一樣，并表明從機已響應(yīng)主機并且已進(jìn)行相關(guān)的操作。 表8.1 MODBUS部分功能碼功能碼定 義操 作（二進(jìn)制）02讀開關(guān)量輸入讀取一路或多路開關(guān)量狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)01讀開關(guān)量輸出讀取一路或多路開關(guān)量輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)03讀寄存器數(shù)據(jù)讀取一個或多個寄存器的數(shù)據(jù)05寫開關(guān)量輸出控制一路繼電器“合/分”輸出06寫單路寄存器把一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入單個寄存器10寫多路寄存器把多組二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入多個寄

14、存器1.3 數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)包括需要由從機返送何種信息或執(zhí)行什么動作。這些信息可以是數(shù)據(jù)（如：開關(guān)量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、寄存器等等）、參考地址等。例如，主機通過功能碼03告訴從機返回寄存器的值（包含要讀取寄存器的起始地址及讀取寄存器的長度），則返回的數(shù)據(jù)包括寄存器的數(shù)據(jù)長度及數(shù)據(jù)內(nèi)容。對于不同的從機，地址和數(shù)據(jù)信息都不相同（應(yīng)給出通訊信息表）。二、MODBUS功能碼簡介2.1 功能碼“02”：讀1路或多路開關(guān)量狀態(tài)輸入例如：主機要讀取地址為01，開關(guān)量DI1DI4的輸入狀態(tài)。從機（PDM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為：起始位地址DI寄存器數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）備 注00000BDI1/DI2/D

15、I4狀態(tài)為“1”，DI3狀態(tài)為“0”主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼102 讀開關(guān)量輸入狀態(tài)起始BIT位20000 起始BIT位地址為0000讀數(shù)據(jù)長度20004 讀取4路開關(guān)量輸入狀態(tài)位CRC碼279C9由主機計算得到CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式：從機響應(yīng)字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機地址101 來自從機01功能碼102 讀開關(guān)量輸入狀態(tài)數(shù)據(jù)長度101 1個字節(jié)（8個BIT位）DI狀態(tài)數(shù)據(jù)10BDI寄存器內(nèi)容CRC碼2E04F 由從機計算得到CRC碼2.2 功能碼“01”：讀1路或多路開關(guān)量輸出狀態(tài)例如：主機要讀取地址為0

16、1，開關(guān)量DO1，DO2的輸出狀態(tài)。從機（PDM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為：起始位地址DO寄存器數(shù)據(jù)(16進(jìn)制)備 注000002DO2輸出狀態(tài)為“1”，DO1輸出狀態(tài)為“0”主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼101 讀開關(guān)量輸出狀態(tài)起始BIT位20000 起始BIT位地址為0000讀數(shù)據(jù)長度20002 讀取2路繼電器輸出狀態(tài)位CRC碼2BDCB由主機計算得到CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式：從機響應(yīng)字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機地址101 來自從機01功能碼101 讀開關(guān)量輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)長度101 1個字節(jié)（8個BIT位）DO狀態(tài)

17、數(shù)據(jù)102DO寄存器內(nèi)容CRC碼2D049 由從機計算得到CRC碼2.3 功能碼“03”：讀多路寄存器輸入例如：主機要讀取地址為01，起始地址為0116的3個從機寄存器數(shù)據(jù)。從機（PDM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為：寄存器地址寄存器數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）對應(yīng)PDM電量01161784UA01171780UB0118178AUC主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼103 讀取寄存器起始地址20116 起始地址為0116數(shù)據(jù)長度30003 讀取3個寄存器（共6個字節(jié)）CRC碼2E5F3由主機計算得到CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式：從機響應(yīng)

18、字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機地址101 來自從機01功能碼103 讀取寄存器讀取字106 3個寄存器共6個字節(jié)寄存器數(shù)據(jù)121784地址為0116內(nèi)存的內(nèi)容寄存器數(shù)據(jù)221780地址為0117內(nèi)存的內(nèi)容寄存器數(shù)據(jù)32178A 地址為0118內(nèi)存的內(nèi)容CRC碼25847 由從機計算得到CRC碼2.4 功能碼“05”：寫1路開關(guān)量輸出（“遙控”）例1：開關(guān)量輸出點DO1，其當(dāng)前狀態(tài)為“分”，主機要控制該路繼電器“合”。 控制命令為：“FF00”為控制繼電器“合”；“0000”為控制繼電器“分”；主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼105 寫開

19、關(guān)量輸出狀態(tài)輸出BIT位20000 對應(yīng)輸出繼電器BIT位（DO1）控制命令2FF00 控制該路繼電器輸出為“合”狀態(tài)位CRC碼28C3A由主機計算得到CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式： 與主機發(fā)送的報文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。例2：開關(guān)量輸出點DO2，其當(dāng)前狀態(tài)為“合”，主機要控制該路繼電器“分”。主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼105 寫開關(guān)量輸出狀態(tài)輸出BIT位20001 對應(yīng)輸出繼電器BIT位（DO2）控制命令20000 控制該路繼電器輸出為“合”狀態(tài)位CRC碼29C0A由主機計算得到CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的

20、報文格式： 與主機發(fā)送的報文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。2.5 功能碼“06”：寫單路寄存器例如：主機要把數(shù)據(jù)07D0，保存到地址為002C的從機寄存器中去（從機地址碼為01）。通訊數(shù)據(jù)保存結(jié)束后，地址為002C的PDM表原存儲信息為：地址原來存儲數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）002C04B0主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息舉例從機地址101 發(fā)送至地址為01的從機功能碼106 寫單路寄存器起始地址2002C 要寫入的寄存器地址寫入數(shù)據(jù)207D0 對應(yīng)的新數(shù)據(jù)CRC碼2 4BAF由主機計算得到的CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式： 與主機發(fā)送的報文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。2.6功能碼“10”：

21、寫多路寄存器主機利用這個功能碼把多個數(shù)據(jù)保存到PDM表的數(shù)據(jù)存儲器中去。Modbus通訊規(guī)約中的寄存器指的是16位（即2字節(jié)），并且高位在前。這樣PDM的存儲器都是二個字節(jié)。由于Modbus通訊規(guī)約允許每次最多保存60個寄存器，因此PDM一次也最多允許保存60個數(shù)據(jù)寄存器。例如：主機要把0064，0010保存到地址為002C，002D的從機寄存器中去（從機地址碼為01）。通訊數(shù)據(jù)保存結(jié)束后，地址為002C/002D的PDM表內(nèi)存儲信息為：地址原來存儲數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）002C04B0002D1388主機發(fā)送的報文格式：主機發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送信息舉例從機地址101發(fā)送至從機01功能碼110寫多路寄存器

22、起始地址2002C要寫入的寄存器的起始地址保存數(shù)據(jù)字長度20002保存數(shù)據(jù)的字長度（共2字）保存數(shù)據(jù)字節(jié)長104保存數(shù)據(jù)的字節(jié)長度（共4字節(jié)）保存數(shù)據(jù)1204B0數(shù)據(jù)地址002C保存數(shù)據(jù)221388數(shù)據(jù)地址002DCRC碼2FC63由主機計算得到的CRC碼從機（PDM）響應(yīng)返回的報文格式：從機響應(yīng)字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)舉例從機地址101來自從機01功能碼110寫多路寄存器起始地址2002C起始地址為002C保存數(shù)據(jù)字長度20002保存2個字長度的數(shù)據(jù)CRC碼28001由從機計算得到的CRC碼三、錯誤校驗碼（CRC校驗）：主機或從機可用校驗碼進(jìn)行判別接收信息是否正確。由于電子噪聲或一些其它干擾，信息在傳輸過程中有時會發(fā)生錯誤，錯誤校驗碼（CRC）可以檢驗主機或從機在通訊數(shù)據(jù)傳送過程中的信息是否有誤，錯誤的數(shù)據(jù)可以放棄（無論是發(fā)送還是接收），這樣增加了系統(tǒng)的安全和效率。MODBUS通訊協(xié)議的CRC（冗余循環(huán)碼）包含2個字節(jié)，即16位二進(jìn)制數(shù)。CRC碼由發(fā)送設(shè)備（主機）計算，放置于發(fā)送信息幀的尾部。接收信息的設(shè)備（從機）再重新計算接收到信息的CR