關(guān)于51單片機上實現(xiàn)modbus協(xié)議

1、關(guān)于51單片機上實現(xiàn)modbus協(xié)議你找一個MODBUS的協(xié)議詳細資料好好看看，就是一種通訊約定，你按照它規(guī)定的格式通訊就可以了協(xié)議發(fā)送給詢問方。Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU、TCP等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。標準的Modicon控制器使用RS232C實現(xiàn)串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用Maser/Slave方式，Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應請求；Master端也可以

2、直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向讀寫。Modbus協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進行校驗，串行協(xié)議中除有奇偶校驗外，ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗，但TCP模式?jīng)]有額外規(guī)定校驗，因為TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠協(xié)議。另外，Modbus采用主從方式定時收發(fā)數(shù)據(jù)，在實際使用中如果某Slave站點斷開后（如故障或關(guān)機），Master端可以診斷出來，而當故障修復后，網(wǎng)絡又可自動接通。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。下面我來簡單的給大家介紹一下，對于Modbus的ASCII、RTU和TCP協(xié)議來說，其中TCP和RTU協(xié)議非常類似，我們只要把RTU協(xié)議的兩個字節(jié)的校驗碼去掉，

3、然后在RTU協(xié)議的開始加上5個0和一個6并通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)送出去即可。所以在這里我僅介紹一下Modbus的ASCII和RTU協(xié)議。下表是ASCII協(xié)議和RTU協(xié)議進行的比較：協(xié)議開始標記結(jié)束標記校驗傳輸效率程序處理ASCII:（冒號）CR,LFLRC低直觀，簡單，易調(diào)試RTU無無CRC高不直觀，稍復雜通過比較可以看到，ASCII協(xié)議和RTU協(xié)議相比擁有開始和結(jié)束標記，因此在進行程序處理時能更加方便，而且由于傳輸?shù)亩际强梢姷腁SCII字符，所以進行調(diào)試時就更加的直觀，另外它的LRC校驗也比較容易。但是因為它傳輸?shù)亩际强梢姷腁SCII字符，RTU傳輸?shù)臄?shù)據(jù)每一個字節(jié)ASCII都要用兩個字

4、節(jié)來傳輸，比如RTU傳輸一個十六進制數(shù)0xF9,ASCII就需要傳輸F'的ASCII碼0x39和0x46兩個字節(jié)，這樣它的傳輸?shù)男示捅容^低。所以一般來說，如果所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小可以考慮使用ASCII協(xié)議，如果所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大，最好能使用RTU協(xié)議。下面對兩種協(xié)議的校驗進行一下介紹。1、LRC校驗LRC域是一個包含一個8位二進制值的字節(jié)。LRC值由傳輸設(shè)備來計算并放到消息幀中，接收設(shè)備在接收消息的過程中計算LRC,并將它和接收到消息中LRC域中的值比較，如果兩值不等，說明有錯誤。LRC校驗比較簡單，它在ASCII協(xié)議中使用，檢測了消息域中除開始的冒號及結(jié)束的回車換行號外的內(nèi)容

5、。它僅僅是把每一個需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按字節(jié)疊加后取反加1即可。下面是它的VC代碼：BYTEGetCheckCode(constchar*pSendBuf,intnEnd)/獲得校驗碼BYTEbyLrc=0;charpBuf4;intnData=0;for(i=1;i<end;i+=2)/i初始為1,避開開始標記”冒號每兩個需要發(fā)送的ASCII碼轉(zhuǎn)化為一個十六進制數(shù)pBuf0=pSendBufi;pBuf1=pSendBufi+1;pBuf2='0'sscanf(pBuf,"%x",&nData);byLrc+=nData;byLrc=byLrc;b

6、yLrc+;returnbyLrc;2、CRC校驗CRC域是兩個字節(jié)，包含一16位的二進制值。它由傳輸設(shè)備計算后加入到消息中。接收設(shè)備重新計算收到消息的CRC,并與接收到的CRC域中的值比較，如果兩值不同，則有誤。CRC是先調(diào)入一值是全“1的16位寄存器，然后調(diào)用一過程將消息中連續(xù)的8位字節(jié)各當前寄存器中的值進行處理。僅每個字符中的8Bit數(shù)據(jù)對CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校驗位均無效。CRC產(chǎn)生過程中，每個8位字符都單獨和寄存器內(nèi)容相或(OR),結(jié)果向最低有效位方向移動，最高有效位以0填充。LSB被提取出來檢測，如果LSB為1,寄存器單獨和預置的值或一下，如果LSB為0,則不進行。整個

7、過程要重復8次。在最后一位(第8位)完成后，下一個8位字節(jié)又單獨和寄存器的當前值相或。最終寄存器中的值，是消息中所有的字節(jié)都執(zhí)行之后的CRC值。CRC添加到消息中時，低字節(jié)先加入，然后高字節(jié)。下面是它的VC代碼：WORDGetCheckCode(constchar*pSendBuf,intnEnd)/獲得校驗碼WORDwCrc=WORD(0xFFFF);for(inti=0;i<nEnd;i+)wCrcA=WORD(BYTE(pSendBufi);for(intj=0;j<8;j+)if(wCrc&1)wCrc>>=1;wCrca=0xA001;elsewCrc

8、>>=1;returnwCrc;對于一條RTU協(xié)議的命令可以簡單的通過以下的步驟轉(zhuǎn)化為ASCII協(xié)議的命令：1、把命令的CRC校驗去掉，并且計算出LRC校驗取代。2、把生成的命令串的每一個字節(jié)轉(zhuǎn)化成對應的兩個字節(jié)的ASCII碼，比如0x03轉(zhuǎn)化成0x30,0x33（0的ASCII碼和3的ASCII碼）。3、在命令的開頭加上起始標記“：”它的ASCII碼為0x3A。4、在命令的尾部加上結(jié)束標記CR,LF（0xD,0xA），此處的CR,LF表示回車和換行的ASCII碼。所以以下我們僅介紹RTU協(xié)議即可，對應的ASCII協(xié)議可以使用以上的步驟來生成。下表是Modbus支持的功能碼:功能碼

9、名稱01讀取線圈狀態(tài)02 讀取輸入狀態(tài)03 讀取保持寄存器04 讀取輸入寄存器作用取得一組邏輯線圈的當前狀態(tài)（ON/OFF）取得一組開關(guān)輸入的當前狀態(tài)（ON/OFF）在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值05060708強置單線圈強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài)預置單寄存器把具體二進值裝入一個保持寄存器讀取異常狀態(tài)取得8個內(nèi)部線圈的通斷狀態(tài)，這8個線圈的地址由控制器決定回送診斷校驗把診斷校驗報文送從機，以對通信處理進行評鑒09編程（只用于484）使主機模擬編程器作用，修改PC從機邏輯10控詢（只用于484）可使主機與一臺正在執(zhí)行長程序任務從機通信，探詢該

10、從機是否已完成其操作任務，僅在含有功能碼9的報文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送11讀取事件計數(shù)可使主機發(fā)出單詢問，并隨即判定操作是否成功，尤其是該命令或其他應答產(chǎn)生通信錯誤時12 讀取通信事件記錄可是主機檢索每臺從機的Modbus事務處理通信事件記錄。如果某項事務處理完成，記錄會給出有關(guān)錯誤13 編程（184/384484584）可使主機模擬編程器功能修改PC從機邏輯14 探詢（184/384484584）可使主機與正在執(zhí)行任務的從機通信，定期控詢該從機是否已完成其程序操作，僅在含有功能13的報文發(fā)送后，本功能碼才得發(fā)送15 強置多線圈強置一串連續(xù)邏輯線圈的通斷16 預置多寄存器把具體的二進制值裝入一

11、串連續(xù)的保持寄存器17 報告從機標識可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態(tài)18 （884和MICRO84）可使主機模擬編程功能，修改PC狀態(tài)邏輯19 重置通信鏈路發(fā)生非可修改錯誤后，是從機復位于已知狀態(tài)，可重置順序字節(jié)20 讀取通用參數(shù)（584L）顯示擴展存儲器文件中的數(shù)據(jù)信息21 寫入通用參數(shù)（584L）把通用參數(shù)寫入擴展存儲文件，或修改之2264保留作擴展功能備用6572保留以備用戶功能所用留作用戶功能的擴展編碼73119非法功能120127保留留作內(nèi)部作用128255保留用于異常應答在這些功能碼中較長使用的是1、2、3、4、5、6號功能碼，使用它們即可實現(xiàn)對下位機的數(shù)字量和模

12、擬量的讀寫操作。1、讀可讀寫數(shù)字量寄存器（線圈狀態(tài)）：計算機發(fā)送命令：設(shè)備地址命令號01起始寄存器地址高8位低8位讀取的寄存器數(shù)高8位低8位CRC校驗白低8位CRC校驗的高8位例：110100130025CRC低CRC高意義如下：<1>設(shè)備地址：在一個485總線上可以掛接多個設(shè)備，此處的設(shè)備地址表示想和哪一個設(shè)備通訊。例子中為想和17號（十進制的17是十六進制的11）通訊。<2>命令號01:讀取數(shù)字量的命令號固定為01。<3>起始地址高8位、低8位：表示想讀取的開關(guān)量的起始地址（起始地址為0）。比如例子中的起始地址為19。<4>寄存器數(shù)高8位、低

13、8位：表示從起始地址開始讀多少個開關(guān)量。例子中為37個開關(guān)量。< 5>CRC校驗：是從開頭一直校驗到此之前。在此協(xié)議的最后再作介紹。此處需要注意，CRC校驗在命令中的高低字節(jié)的順序和其他的相反。設(shè)備響應：設(shè)備地址命令號01返回的字節(jié)個數(shù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)nCRC校驗的低8位CRC校驗的高8位例：110105CD6BB20E1BCRC低CRC高意義如下：< 1>設(shè)備地址和命令號和上面的相同。< 2>返回的字節(jié)個數(shù)：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù)1,2n中的n的值。<3>數(shù)據(jù)1n:由于每一個數(shù)據(jù)是一個8位的數(shù)，所以每一個數(shù)據(jù)表示8個開關(guān)量的值，每一位

14、為0表示對應的開關(guān)斷開，為1表示閉合。比如例子中，表示20號（索引號為19）開關(guān)閉合，21號斷開，22閉合，23閉合，24斷開，25斷開，26閉合，27閉合如果詢問的開關(guān)量不是8的整倍數(shù)，那么最后一個字節(jié)的高位部分無意義，置為0。<4>CRC校驗同上。2、讀只可讀數(shù)字量寄存器（輸入狀態(tài)）：和讀取線圈狀態(tài)類似，只是第二個字節(jié)的命令號不再是1而是2。3、寫數(shù)字量（線圈狀態(tài)）：計算機發(fā)送命令：設(shè)備地址命令號05需下置的寄存器地址高8位低8位下置的數(shù)據(jù)高8位低8位CRC校驗白低8位CRC校驗的高8位例：110500ACFF00CRC低CRC高意義如下:<1>設(shè)備地址和上面的相同

15、。<2>命令號：寫數(shù)字量的命令號固定為05。<3>需下置的寄存器地址高8位，低8位：表明了需要下置的開關(guān)的地址。<4>下置的數(shù)據(jù)高8位，低8位：表明需要下置的開關(guān)量的狀態(tài)。例子中為把該開關(guān)閉合。注意，此處只可以是FF00表示閉合0000表示斷開，其他數(shù)值非法。<5>注意此命令一條只能下置一個開關(guān)量的狀態(tài)。設(shè)備響應：如果成功把計算機發(fā)送的命令原樣返回，否則不響應。4、讀可讀寫模擬量寄存器（保持寄存器）：計算機發(fā)送命令：設(shè)備地址命令號03起始寄存器地址高8位低8位讀取的寄存器數(shù)高8位低8位CRC校驗白低8位CRC校驗的高8位例：1103006B000

16、3CRC低CRC高意義如下：<1>設(shè)備地址和上面的相同。<2>命令號：讀模擬量的命令號固定為03。<3>起始地址高8位、低8位：表示想讀取的模擬量的起始地址（起始地址為0）。比如例子中的起始地址為107。<4>寄存器數(shù)高8位、低8位：表示從起始地址開始讀多少個模擬量。例子中為3個模擬量。注意，在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個字節(jié)。設(shè)備響應：設(shè)備地址命令號03返回的字節(jié)個數(shù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)nCRC校驗的低8位CRC校驗的高8位例：110306022B00000064CRC低CRC高意義如下：<1>設(shè)備地址和命令號和上面的相同。<2>返回的字節(jié)個數(shù)：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù)1,2n中的n的值。例子中返回了3個模擬量的數(shù)據(jù)，因為一個模擬量需要2個字節(jié)所以共6個字節(jié)。<3>數(shù)據(jù)1.n:其中數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2分別是第1個模擬量的高8位和低8位，數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)4是第2個模擬量的高8位和低8位，以此類推。例子中返回的值分別是555,0,100。<4>CRC校驗同上。5、讀只可讀模擬量寄存器（輸入寄存器）：和讀取保存寄存器類似，只是第二個字節(jié)的命令號不再是2而是4。6、寫單個模擬量寄存器（保持寄存器）：計算機發(fā)送命令：設(shè)備地址命令號06需下置的寄存