MODBUS RTU通讯协议 英杰电气Word格式文档下载.docx

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●1200、2400、4800、9600、19200、38400bps、…

下图给出了在一个MODBUS多点连接系统中一个普通串行总线构造概述。

MODBUS通讯RTU帧

一个MODBUS信息被通讯设备组织在一个具有已知的开始和结束点的帧内，在通讯开始处，设备开始接收一个新帧，也知道通讯什么时候结束。

间隔信息必须被检测，错误必须被设置为一个结果。

在RTU模式，通讯帧被分隔为至少3.5个字符时间的无数据间隔。

整个通讯帧必须被传送为一个连续的字符流。

如果两个字符之间的间隔超过1.5个字符时间，通讯帧将被告之不完整而被接收者丢弃。

RTU接收设备应实现管理t1.5和t3.5时间中断。

对于高的通讯速率，这意味着沉重的CPU负荷，因此对于波特率小于等于19200bps，两个设备计时器必须严格同步；

对于波特率大于19200bps，两个设备计时器将使用固定值：

对于字符间隔推荐使用750us，对于帧间隔为1.750ms。

当帧被检测到结束后，CRC计算和检查完后，然后地址域被分析该帧是否是发给本设备的，不是则丢弃。

为减少接收处理时间，地址域一旦被接收不等帧结束即被分析，在这种情况下，如果帧地址是正确的，CRC将被计算和检查（包括广播帧）。

CRC校验

CRC校验包括一个16位值，由两个8位字节组成。

CRC码附在帧的最后，低字节在前，高字节在后，CRC高字节是整个帧的最后一个字节。

本通讯协议为Modbus标准协议。

采用RTU模式进行通讯。

支持标准命令功能3、4、6和16。

ModbusRTU模式标准协议

●RTU消息帧格式

设备地址

功能代码

数据

1个字节

N个字节

2个字节

说明：

RTU模式，以8位数据格式进行数据传送，全部以16进制数方式组织数据。

●读保持寄存器:

（R/W、命令3）

✧上位机→控制器（上位机读取数据）读命令帧格式：

1

2

3

4

5

6

7

地址

03

H

菜单

L

长度

CRCH

CRCL

菜单：

指连续读参数的起始菜单地址；

长度：

指连续读参数的菜单的数量（最大长度为5）。

✧控制器→上位机（控制器返回数据）返回的命令帧格式：

8

字节数

1H

1L

…

字节数：

返回数据的字节总数。

✧控制器→上位机（控制器返回数据）返回错误信息的命令帧格式：

83

错误码

●读输入寄存器:

（R、命令4）

04

✧控制器→上位机（控制器返回数据）返回的命令帧格式：

字节数：

✧控制器→上位机（控制器返回数据）返回错误信息的命令帧格式：

84

●写单保持寄存器:

（R/W、命令6）

✧上位机→控制器（上位机读取数据）命令帧格式：

06

菜单：

指读参数的起始菜单地址；

06H

86

●写多保持寄存器:

（R/W、命令16）

9

10

11

12

数值1H

数值1L

菜单：

指连续写参数的起始菜单地址；

指连续写参数的菜单的数量；

字节数：

连续写数据的字节总数。

✧控制器→上位机（控制器返回数据）返回的命令帧格式

90

注意：

1、保持寄存器是指属性为读写的寄存器；

输入寄存器是指属性为只读的寄存器。

2、三种命令返回的错误码都只能是1、2、3、4。

每一种错误码的含义如下：

1：

功能不支持。

2：

地址不正确。

3：

寄存器数量超限。

4：

内部处理出错。

举例1:

上位机→控制器：

读保持寄存器101

01

00

64

C5

D5

命令

CRC

控制器→上位机：

返回999

02

E7

F8

FE

举例2:

读输入寄存器101

70

15

控制器→上位机：

F9

8A

举例3:

写保持寄存器703,写入数据值10

BE

0A

68

51

返回

CRC检测

使用RTU模式，消息包括了一基于CRC方法的错误检测域。

CRC域检测了整个消息的内容。

CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。

它由传输设备计算后加入到消息中。

接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。

CRC是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。

仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。

CRC产生过程中，每个8位字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以0填充。

LSB被提取出来检测，如果LSB为1，寄存器单独和预置的值或一下，如果LSB为0，则不进行。

整个过程要重复8次。

在最后一位（第8位）完成后，下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。

最终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。

CRC添加到消息中时，低字节先加入，然后高字节。

CRC简单函数如下：

unsignedshortCRC16（puchMsg,usDataLen）

unsignedchar*puchMsg;

/*要进行CRC校验的消息*/

unsignedshortusDataLen;

/*消息中字节数*/

{

unsignedcharuchCRCHi=0xFF;

/*高CRC字节初始化*/

unsignedcharuchCRCLo=0xFF;

/*低CRC字节初始化*/

unsigneduIndex;

/*CRC循环中的索引*/

while（usDataLen--）/*传输消息缓冲区*/

uIndex=uchCRCHi^*puchMsgg++;

/*计算CRC*/

uchCRCHi=uchCRCLo^auchCRCHi[uIndex};

uchCRCLo=auchCRCLo[uIndex];

}

return（uchCRCHi<

<

8|uchCRCLo）;

/*CRC高位字节值表*/

staticunsignedcharauchCRCHi[]={

0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,

0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,

0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,

0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,

0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,

0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,

0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,

0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,

0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,

0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,

0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,

0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40

};

/*CRC低位字节值表*/

staticcharauchCRCLo[]={

0x00,0xC0,0xC1,0x01,0xC3,0x03,0x02,0xC2,0xC6,0x06,

0x07,0xC7,0x05,0xC5,0xC4,0x04,0xCC,0x0C,0x0D,0xCD,

0x0F,0xCF,0xCE,0x0E,0x0A,0xCA,0xCB,0x0B,0xC9,0x09,

0x08,0xC8,0xD8,0x18,0x19,0xD9,0x1B,0xDB,0xDA,0x1A,

0x1E,0xDE,0xDF,0x1F,0xDD,0x1D,0x1C,0xDC,0x14,0xD4,

0xD5,0x15,0xD7,0x17,0x16,0xD6,0xD2,0x12,0x13,0xD3,

0x11,0xD1,0xD0,0x10,0xF0,0x30,0x31,0xF1,0x33,0xF3,

0xF2,0x32,0x36,0xF6,0xF7,0x37,0xF5,0x35,0x34,0xF4,

0x3C,0xFC,0xFD,0x3D,0xFF,0x3F,0x3E,0xFE,0xFA,0x3A,

0x3B,0xFB,0x39,0xF9,0xF8,0x38,0x28,0xE8,0xE9,0x29,

0xEB,0x2B,0x2A,0xEA,0xEE,0x2E,0x2F,0xEF,0x2D,0xED,

0xEC,0x2C,0xE4,0x24,0x25,0xE5,0x27,0xE7,0xE6,0x26,

0x22,0xE2,0xE3,0x23,0xE1,0x21,0x20,0xE0,0xA0,0x60,

0x61,0xA1,0x63,0xA3,0xA2,0x62,0x66,0xA6,0xA7,0x67,

0xA5,0x65,0x64,0xA4,0x6C,0xAC,0xAD,0x6D,0xAF,0x6F,

0x6E,0xAE,0xAA,0x6A,0x6B,0xAB,0x69,0xA9,0xA8,0x68,

0x78,0xB8,0xB9,0x79,0xBB,0x7B,0x7A,0xBA,0xBE,0x7E,

0x7F,0xBF,0x7D,0xBD,0xBC,0x7C,0xB4,0x74,0x75,0xB5,

0x77,0xB7,0xB6,0x76,0x72,0xB2,0xB3,0x73,0xB1,0x71,

0x70,0xB0,0x50,0x90,0x91,0x51,0x93,0x53,0x52,0x92,

0x96,0x56,0x57,0x97,0x55,0x95,0x94,0x54,0x9C,0x5C,

0x5D,0x9D,0x5F,0x9F,0x9E,0x5E,0x5A,0x9A,0x9B,0x5B,

0x99,0x59,0x58,0x98,0x88,0x48,0x49,0x89,0x4B,0x8B,

0x8A,0x4A,0x4E,0x8E,0x8F,0x4F,0x8D,0x4D,0x4C,0x8C,

0x44,0x84,0x85,0x45,0x87,0x47,0x46,0x86,0x82,0x42,

0x43,0x83,0x41,0x81,0x80,0x40