modbus 入門篇，詳細(xì)介紹（值得收藏）

先來簡(jiǎn)單分析一條MODBUS-RTU報(bào)文，例如：01 ?06 ?00 01 ?00 17 ?98 04
????01 ????????????06 ???????????00 01 ??????????00 17 ?????????98 04
??從機(jī)地址 ???????功能號(hào) ?????????數(shù)據(jù)地址 ?????????數(shù)據(jù) ????????CRC校驗(yàn)

這一串?dāng)?shù)據(jù)的意思是：把數(shù)據(jù) 0x0017(十進(jìn)制23) 寫入 1號(hào)從機(jī)地址 0x0001數(shù)據(jù)地址。

先弄明白下面的東西。

1、報(bào)文
???一個(gè)報(bào)文就是一幀數(shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)幀就一個(gè)報(bào)文： 指的是一串完整的指令數(shù)據(jù)，就像上面的一串?dāng)?shù)據(jù)。

2、CRC校驗(yàn)
意義：例如上面的 ?98 04 ?是它前面的數(shù)據(jù)（01 06 00 01 00 17）通過一算法（見附錄2，很簡(jiǎn)單的）計(jì)算出來的結(jié)果，其實(shí)就像是計(jì)算累加和那樣。（累加和：就是010600010017加起來的值，然后它的算法就是加法）。
作用：在數(shù)據(jù)傳輸過程中可能數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，CRC檢驗(yàn)檢測(cè)接收的數(shù)據(jù)是否正確。比如主機(jī)發(fā)出01 06 00 01 00 17 98 04，那么從機(jī)接收到后要根據(jù)01 06 00 01 00 17 再計(jì)算CRC校驗(yàn)值，從機(jī)判斷自己計(jì)算出來的CRC校驗(yàn)是否與接收的CRC校驗(yàn)（98 04主機(jī)計(jì)算的）相等，如果不相等那么說明數(shù)據(jù)傳輸有錯(cuò)誤這些數(shù)據(jù)不能要。

3、功能號(hào)
??意義：modbus 定義。見附錄1。
??作用：指示具體的操作。

MODBUS-RTU
一、一個(gè)報(bào)文分析
先聲明下我們的目的，我們是要兩個(gè)設(shè)備通訊，用的是MODBUS協(xié)議。上面簡(jiǎn)單介紹了：“報(bào)文”“CRC校驗(yàn)”“功能號(hào)”。

在單片機(jī)中拿出一部分內(nèi)存（RAM）進(jìn)行兩個(gè)設(shè)備通訊，例如：

數(shù)組后面的注釋，說明
OX[20] ??代表是輸出線圈，用功能碼 0x01，0x05，0x0F 訪問， 開頭地址是 0 （這個(gè)后續(xù)說明）
IX[20] ???代表是輸入線圈，用功能碼 0x02 訪問， ????????????開頭地址是 1 （這個(gè)后續(xù)說明）
另外兩個(gè)一樣的道理。
注意：所謂的“線圈”“寄存器”就是“位變量”“16位變量”，不要被迷惑。之所以稱“線圈”我覺得應(yīng)該是對(duì)于應(yīng)用的設(shè)備，MODBUS協(xié)議是專門針對(duì)485總線設(shè)備（例PLC）開發(fā)的。

1、主機(jī)對(duì)從機(jī)寫數(shù)據(jù)操作
如果單片機(jī)接收到一個(gè)報(bào)文那么就對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析執(zhí)行相應(yīng)的處理，如上面報(bào)文：
????01 ????????????06 ???????????00 01 ??????????00 17 ?????????98 04
??從機(jī)地址 ???????功能號(hào) ?????????數(shù)據(jù)地址 ?????????數(shù)據(jù) ????????CRC校驗(yàn)

假如本機(jī)地址是 1 ，那么單片機(jī)接收到這串?dāng)?shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算CRC校驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)是否正確，如果判斷數(shù)據(jù)無誤，則結(jié)果是：
????????????HoldDataReg[1] ?= ?0x0017;
MODBUS主機(jī)就完成了一次對(duì)從機(jī)數(shù)據(jù)的寫操作，實(shí)現(xiàn)了通訊。

2、主機(jī)對(duì)從機(jī)讀數(shù)據(jù)操作
主機(jī)進(jìn)行讀HoldDataReg[1] 操作，則報(bào)文是：
????01 ????????????03 ???????????00 01 ??????????00 01 ?????????D5 CA
?從機(jī)地址 ???????功能號(hào) ?????????數(shù)據(jù)地址 ?????讀取數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) ??????CRC校驗(yàn)
那么單片機(jī)接收到這串?dāng)?shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算CRC校驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)是否正確，如果判斷數(shù)據(jù)無誤，則結(jié)果是：返回信息給主機(jī)，返回的信息也是有格式的：
返回內(nèi)容： ?
????01 ????????03 ???????????02 ????????????0017 ?????????F8 4A
??從機(jī)地址 ??功能號(hào) ????數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù) ???兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) ???CRC校驗(yàn)
MODBUS主機(jī)就完成了一次對(duì)從機(jī)數(shù)據(jù)的讀操作，實(shí)現(xiàn)了通訊。


二、MODBUS報(bào)文模型

以上了解到了MODBUS的一幀報(bào)文是如何通訊的，其實(shí)每個(gè)報(bào)文的格式都基本一樣的。

?????????????????????????????

這里兩個(gè)縮略詞以前不知道，但是現(xiàn)在要明白指的是什么，“ADU”“PDU”
ADU： 應(yīng)用數(shù)據(jù)單元
PDU： 協(xié)議數(shù)據(jù)單元

三、MODBUS數(shù)據(jù)模型
?

四、MODBUS事務(wù)處理
??下列狀態(tài)圖描述了在服務(wù)器側(cè)MODBUS事務(wù)處理的一般處理過程。
? ? ? ? ??

五、MODBUS請(qǐng)求與響應(yīng)
??看MODBUS協(xié)議手冊(cè)，中文第 10 頁(yè)開始，英文第 24 頁(yè)開始。手冊(cè)非常詳細(xì)舉例說明了MODBUS協(xié)議各個(gè)功能號(hào)的請(qǐng)求與響應(yīng)。
?modbus協(xié)議在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)過程
MODBUS 任務(wù)處理函數(shù)
?

函數(shù)中，RcvBuf 為串口接收緩沖區(qū)，如果接收了一個(gè)報(bào)文則，RcvBuf[0] 為從機(jī)地址，RcvBuf[0] 為MODBUS功能號(hào)。根據(jù)功能號(hào)做出響應(yīng)，而具體的操作根據(jù)功能號(hào)在各自的函數(shù)中執(zhí)行，相當(dāng)于解析接收到的數(shù)據(jù)。

附錄1：MODBUS-RTU功能碼
?最常用功能碼：
?下面“線圈”“寄存器”其實(shí)分別直的就是“位變量”“16位變量”
????????01 (0x01) ???????讀線圈
????????02 (0x02) ???????讀離散量輸入
????????03 (0x03) ???????讀保持寄存器
????????04(0x04) ????????讀輸入寄存器
????????05 (0x05) ???????寫單個(gè)線圈
????????06 (0x06) ???????寫單個(gè)寄存器
????????15 (0x0F) ???????寫多個(gè)線圈
????????16 (0x10) ???????寫多個(gè)寄存器
?

附錄2：CRC Generation
?