MODBUS通信协议文档格式.docx
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MODBUS通信协议文档格式.docx
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写入的具体数据校验码(WORD以上所有字节的CRC16校验和上行:
设备地址(BYTE):
01H〜FFH
10H
起始地址(WOR)D:
0000H〜FFFFH写的字数(WOR)D:
0001H〜007DH
CRC计算例程:
unsignedshortCalculateCRC(unsignedshort*pData,unsignedshortwLength)
{
unsignedshortwCRC;
wCRC=0xffff;
while(wLength--)wCRC=(wCRC»
8Fc_wTableCRC[(wCRCA*pData++)&
0x00ff];
returnwCRC;
}
unsignedshortc_wTableCRC[256]=
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,
0x1e00,0xdec1,0xdf81,0x1f40,0xdd01,0x1dc0,0x1c80,0xdc41,
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,
0x3c00,0xfcc1,0xfd81,0x3d40,0xff01,0x3fc0,0x3e80,0xfe41,
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,
0xa001,0x60c0,0x6180,0xa141,0x6300,0xa3c1,0xa281,0x6240,
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,
0xbe01,0x7ec0,0x7f80,0xbf41,0x7d00,0xbdc1,0xbc81,0x7c40,
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,
0x9c01,0x5cc0,0x5d80,0x9d41,0x5f00,0x9fc1,0x9e81,0x5e40,
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};
11位的字
通讯数据的类型及格式说明:
信息传输为异步方式,并以字节为单位。
在主站和从站之间传递的通讯信息是格式:
字格式(串行数据)
11位二进制
起始位
1位
数据位
8位
奇偶校验位
1位:
有奇偶校验位/无:
无奇偶校验位
停止位
有奇偶校验位/2位:
•通讯数据(信息帧)格式
地址码
功能码
数据区
错误校检
1字节
N字节
16位CR(码(冗余循环码)
数据格式:
数据长度:
★注:
1、1个字节由8位二进制数组成(既8bit)。
2、ModBus是Modicon公司的注册商标。
3、“从机”在本文件中既为PDM
、通讯信息传输过程:
当通讯命令由发送设备(主机)发送至接收设备(从机)时,符合相应地址码的从机接收通讯命令,并根据功能码及相关要求读取信息,如果CRC校验无误,则执行相应的任务,
然后把执行结果(数据)返送给主机。
返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。
如果CRC校验出错就不返回任何信息。
1.1地址码:
地址码是每次通讯信息帧的第一字节(8位),从1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信息。
当从机回送信息时,回送数据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,而从机返回的地址码表明回送的从机地址。
相应的
地址码表明该信息来自于何处。
1.2功能码:
是每次通讯信息帧传送的第二个字节。
ModBus通讯规约可定义的功能码为1到127。
PDM
系列仪表/变送器仅用到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应执行什么动作。
作为从机响应,从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样,并表明从
机已响应主机并且已进行相关的操作。
表8.1MODBUS部分功能码
定义
操作(二进制)
02
读开关量输入
读取一路或多路开关量状态输入数据
01
读开关量输出
读取一路或多路开关量输出状态数据
03
读寄存器数据
读取一个或多个寄存器的数据
05
写开关量输出
控制一路继电器“合/分”输出
06
写单路寄存器
把一组二进制数据写入单个寄存器
10
写多路寄存器
把多组二进制数据写入多个寄存器
1.3数据区:
数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。
这些信息可以是数据(如:
开关
量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等)、参考地址等。
例如,主机通过功能码03
告诉从机返回寄存器的值(包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度),则返回的
数据包括寄存器的数据长度及数据内容。
对于不同的从机,地址和数据信息都不相同(应给
出通讯信息表)。
二、MODBU功能码简介
2.1功能码“02”:
读1路或多路开关量状态输入
例如:
主机要读取地址为01,开关量DI1—DI4的输入状态。
从机(PDM数据寄存器的地址和数据为:
起始位地址
DI寄存器数据(16进制)
备注
0000
0B
DI1/DI2/DI4状态为“1”,DI3状态为“0”
主机发送的报文格式:
主机发送
字节数
发送的信息
从机地址
1
发送至地址为01的从机
读开关量输入状态
起始BIT位
2
起始BIT位地址为0000
读数据长度
0004
读取4路开关量输入状态位
CRC码
79C9
由主机计算得到CRC码
从机(PDM响应返回的报文格式:
从机响应
返回的信息
来自从机01
数据长度
1个字节(8个BIT位)
DI状态数据
DI寄存器内容
E04F
由从机计算得到CRC码
22功能码“01”:
读1路或多路开关量输出状态
主机要读取地址为01,开关量DO1,DO2的输出状态。
从机(PDM数据寄存器的地址和数据为:
DO寄存器数据(16进制)
DO2输出状态为“1”,DO1输出状态为“0”
读开关量输出状态
0002
读取2路继电器输出状态位
BDCB
DO状态数据
DO寄存器内容
D049
2.3功能码“03”:
读多路寄存器输入
主机要读取地址为01,起始地址为0116的3个从机寄存器数据。
寄存器地址
寄存器数据(16进制)]
对应PDM电量
0116
1784
UA
0117
1780
UB
0118
178A
UC
读取寄存器
起始地址
起始地址为0116
3
0003
读取3个寄存器(共6个字节)
E5F3
由主机计算得到CRC码
从机(PDM)响应返回的报文格式:
读取字
3个寄存器共6个字节
寄存器数据1
地址为0116内存的内容
寄存器数据2
地址为0117内存的内容
寄存器数据3
地址为0118内存的内容
5847
由从机计算得到CRC码
2.4功能码“05”:
写1路开关量输出(“遥控”)
例1:
开关量输出点DO1,其当前状态为“分”,主机要控制该路继电器“合”
控制命令为:
“FF00”为控制继电器“合”;
“0000”为控制继电器“分”;
主机发送的报文格式:
写开关量输出状态
输出BIT位
对应输出继电器BIT位(DO1
控制命令
FF00
控制该路继电器输出为“合”状态位丁
8C3A
从机(PDM响应返回的报文格式:
与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。
例2:
开关量输出点DO2其当前状态为“合”,主机要控制该路继电器“分”
0001
对应输出继电器BIT位(DO2
控制该路继电器输出为“合”状态位—
9C0A
2.5功能码“06”:
主机要把数据07D0,保存到地址为002C的从机寄存器中去(从机地址码为01)。
通讯数据保存结束后,地址为002C的PDM表原存储信息为:
地址
原来存储数据(16进制)
002C
04B0
举例
要写入的寄存器地址
写入数据
07D0
对应的新数据
4BAF
由主机计算得到的CRC码
从机(PDM)响应返回的报文格式:
2.6功能码“10”:
主机利用这个功能码把多个数据保存到PDM表的数据存储器中去。
Modbus通讯规约中
的寄存器指的是16位(即2字节),并且高位在前。
这样PDM勺存储器都是二个字节。
由于Modbus通讯规约允许每次最多保存60个寄存器,因此PDM一次也最多允许保存60个数据
寄存器。
主机要把0064,0010保存到地址为002C,002D的从机寄存器中去(从机地址码为01)。
通讯数据保存结束后,地址为002C/002D的PDM表内存储信息为:
002D
1388
发送信息
:
发送至从机01
要写入的寄存器的起始地址
保存数据字长度
保存数据的字长度(共2字)
保存数据字节长
04
保存数据的字节长度(共4字节)
保存数据1
数据地址002C
保存数据2
数据地址002D
FC63
起始地址为002C
保存2个字长度的数据
8001
由从机计算得到的CRC码
三、错误校验码(CRC校验):
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。
由于电子噪声或一些其它干扰,信
息在传输过程中有时会发生错误,错误校验码(CRC可以检验主机或从机在通讯数据传送
过程中的信息是否有误,错误的数据可以放弃(无论是发送还是接收),这样增加了系统的
安全和效率。
MODBU通讯协议的CRC(冗余循环码)包含2个字节,即16位二进制数。
CRC码由发送设备(主机)计算,放置于发送信息帧的尾部。
接收信息的设备(从机)再重新计算接收到信息的CRC比较计算得到的CRC是否与接收到的相符,如果两者不相符,则表明出错。
在进行CRC计算时只用8个数据位,起始位及停止位,如有奇偶校验位也包括奇偶校验位,都不参与CRC计算。
•CRC码的计算方法是:
1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF(即全为1);
称此寄存器为CRC寄存器;
2•把第一个8位二进制数据(既通讯信息帧的第一个字节)与16位的CRC寄存器的低
8位相异或,把结果放于CRC寄存器;
3.把CRC寄存器的内容右移一位(朝低位)用0填补最高位,并检查右移后的移出位;
4.如果移出位为0:
重复第3步(再次右移一位);
如果移出位为1:
CRC寄存器与多项式A001(1010000000000001)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,进行通讯信息帧下一个字节的处理;
7•将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后,得到的16位CRC寄存器的高、低
字节进行交换;
8.最后得到的CRC寄存器内容即为:
CRC码。
四、通讯错误信息及数据的处理:
当PDM表检测到除了CRC码出错以外的错误时,必须向主机回送信息,功能码的最高位置为1,即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。
以下的这些代
码表明有意外的错误发生。
PDM从主机接收到的信息如有CRC错误,则将被PDM表忽略。
PDM返送的错误码的格式如下(CRC码除外):
地址码:
功能码:
1字节(最高位为1)
错误码:
CRC码:
2字节。
PDM响应回送如下错误码:
81.非法的功能码。
接收到的功能码PDM表不支持。
82.非法的数据位置。
指定的数据位置超出PDM俵的范围。
83.非法的数据值。
接收到主机发送的数据值超出PDM相应地址的数据范围。
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