文章目录
- 报文模型
- 功能代码
- 读线圈 (0x01 0x02)
- 读寄存器 (0x03 0x04)
- 写单个线圈 （0x05）
- 写单个寄存器 （0x06 0x41）
- 写多个线圈（0x0F）
- 写多个寄存器（0x10 0x43）
- 错误代码
Modbus协议，首先从字面理解它包括
Mod和
Bus两部分，首先它是一种bus，即总线协议，和
I2C、
SPI类似，总线就意味着有主机，有从机，这些设备在同一条总线上。
Modbus支持单主机，多个从机，最多支持247个从机设备。关于Mod，因为这种协议最早被用在PLC控制器中，准确的说是Modicon公司的PLC控制器，这也是Mod-Bus名称的由来。
后来Modicon被施耐德（Schneider）收购，Modbus协议广泛应用在工业控制器、HMI和传感器上，逐渐被其他厂商接受，成为一种主流的通讯协议，用于和外围设备进行通讯。
报文模型
一个报文就是一帧数据：一串完整的指令数据。
Modbus采用 "Big Endian"编码方式，先发送高位字节，然后是低位字节。
| 设备地址 | 功能代码 | 数据 | 校验 |
| 1* 8bit | 1* 8bit | N * 8bit | 2 * 8bit |
功能代码
| 功能码 | 功能码名称 | 可操作元件类型 | 注释 |
| 0x01 | 读线圈 | Y、X、M、SM、S、T、C | 读一个或多个位 |
| 0x02 | 读离散量输入 | X | 读一个或多个位 |
| 0x03 | 读寄存器 | D、SD、Z、T、C | 读一个或多个字 |
| 0x05 | 写单个线圈 | Y、M、SM、S、T、C | 写一个位 |
| 0x06、0x41 | 写一个寄存器 | D、SD、Z、T、C | 写一个字 |
| 0x0F | 写多个线圈 | Y、M、SM、S、T、C | 写多个位 |
| 0x10、0x43 | 写多个寄存器 | D、SD、Z、T、C | 写多个字 |
读线圈 (0x01 0x02)
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（01H） | 起始地址 | 读取个数 | 校验码 |
| H | L | H | L |
- 响应帧
如果读取的地址不是8的倍数，剩下的位由0填充（由高位开始填充）。
| 设备地址 | 功能码（01H） | 读取的个数n (字节数) | 读取的数据No.1 | ...... | 读取的数据No.n | 校验码 |
3. 举例
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 01 | 功能码 | 01 |
| 起始地址 Hi | 00 | 字节计数 | 03 |
| 起始地址 Lo | 13 | 输出状态27~20 | CD |
| 输出数量 Hi | 00 | 输出状态35~28 | 6B |
| 输出数量 Lo | 13 | 输出状态38~36 | 05 |
输出27~20的状态表示为十六进制字节值CD，或二进制1100 1101.输出27是这个字节的MSB（最高有效位），输出20是LSB（最低有效位）
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 |
在最后的数据字节中，将输出38~36的状态表示为十六进制字节值05，或二进制 0000 0101。用零填充5个剩余高位。
| Bit7 | Bit6 | Bit5 | Bit4 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| | | | | | 38 | 37 | 36 |
读寄存器 (0x03 0x04)
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（03H） | 起始地址 | 读取个数 (N) | 校验码 |
| H | L | H | L |
- 响应帧
| 设备地址 | 功能码（03H） | 读取的个数2*N | 读取的数据No.1 | ...... | 读取的数据No.n | 校验码 |
| H | L | H | L |
3. 举例 请求读取寄存器108~110的示例。
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 03 | 功能码 | 03 |
| 起始地址 Hi | 00 | 字节计数 | 06 |
| 起始地址 Lo | 6B | 寄存器值 Hi（108） | 02 |
| 寄存器数量 Hi | 00 | 寄存器值 Lo（108） | 2B |
| 寄存器数量 Lo | 03 | 寄存器数量 Hi (109) | 00 |
| | 寄存器值 Lo（109） | 00 |
| 寄存器值 Hi（110） | 00 |
| 寄存器值 Lo（110） | 64 |
结果为：
| 寄存器 | 内容值 （十六进制） | 内容值 （十进制） |
| 寄存器 108 | 02 2B | 555 |
| 寄存器 109 | 00 00 | 0 |
| 寄存器 110 | 00 64 | 100 |
写单个线圈 （0x05）
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（05H） | 起始地址 | 写入的值 | 校验码 |
| H | L | H | L |
注：写入的元件的值为0xFF00(ON,1)或者（0x0000）(OFF,0)。
- 响应帧
响应帧是请求帧的重复。
| 设备地址 | 功能码（05H） | 起始地址 | 写入的值 | 校验码 |
| H | L | H | L |
3. 举例
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 05 | 功能码 | 05 |
| 起始地址 Hi | 00 | 起始地址 Hi | 00 |
| 起始地址 Lo | AC | 起始地址 Lo | AC |
| 输出值 Hi | FF | 输出值 Hi | FF |
| 输出值 Lo | 00 | 输出值 Lo | 00 |
写单个寄存器 （0x06 0x41）
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（06H） | 起始地址 | 写入的值 | 校验码 |
| H | L | H | L |
- 响应帧
响应帧是请求帧的重复。
| 设备地址 | 功能码（06H） | 起始地址 | 写入的值 | 校验码 |
| H | L | H | L |
3. 举例 将一个十六进制 00 03写入寄存器2的示例
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 06 | 功能码 | 06 |
| 起始地址 Hi | 00 | 起始地址 Hi | 00 |
| 起始地址 Lo | 02 | 起始地址 Lo | 02 |
| 寄存器值 Hi | 00 | 输出值 Hi | 00 |
| 寄存器值 Lo | 03 | 输出值 Lo | 03 |
写多个线圈（0x0F）
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（0FH） | 起始地址 | 元件个数 | 字节数 (N) | 写入的值No.1 | ...... | 写入的值No.N | 校验码 |
| H | L | H | L |
N = 元件个数/8,如果余数不等于0，那么N=N+1。
- 响应帧
| 设备地址 | 功能码（0FH） | 起始地址 | 元件个数 | 校验码 |
| H | L | H | L |
3. 举例
从线圈20开始写10个线圈的示例。请求的数据内容为2个字节：十六进制CD 01（二进制 1100 1101 0000 0001）。二进制安如下对应于输出。
| 位： | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 输出： | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 29 | 28 |
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 0F | 功能码 | 0F |
| 起始地址 Hi | 00 | 起始地址 Hi | 00 |
| 起始地址 Lo | 13 | 起始地址 Lo | 13 |
| 输出数量 Hi | 00 | 输出数量 Hi | 00 |
| 输出数量 Lo | 0A | 输出数量 Lo | 0A |
| 字节计数 | 02 | | |
| 输出值 Hi | CD |
| 输出值 Lo | 01 |
写多个寄存器（0x10 0x43）
- 请求帧
| 设备地址 | 功能码（10H） | 起始地址 | 元件个数 (N) | 字节数 (2*N) | 写入的值No.1 | ...... | 写入的值No.N | 校验码 |
| H | L | H | L | H | L | H | L |
- 响应帧
| 设备地址 | 功能码（10H） | 起始地址 | 元件个数 | 校验码 |
| H | L | H | L |
3. 举例
将十六进制00 0A和01 02写入以第2个寄存器开始的两个寄存器的示例。
| 请求 | 响应 |
| 字段名 | 16进制 | 字段名 | 16进制 |
| 功能码 | 10 | 功能码 | 10 |
| 起始地址 Hi | 00 | 起始地址 Hi | 00 |
| 起始地址 Lo | 01 | 起始地址 Lo | 01 |
| 寄存器数量 Hi | 00 | 寄存器数量 Hi | 00 |
| 寄存器数量 Lo | 02 | 寄存器数量 Lo | 02 |
| 字节计数 | 04 | | |
| 寄存器值 Hi | 00 |
| 寄存器值 Lo | 0A |
| 寄存器值 Hi | 01 |
| 寄存器值 Lo | 02 |
错误代码
