串行线路modbus协议的规范和实施指南

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1、串行线路MODBUS协议的规范和实施指南1.02版1.引言1.1本文论述的范围MODBUS标准定义了应用层通信协议，是位于提供“客户机/服务器“之间不同类型连接设备的总线或网络OSI模型的第七层。它也是对标准化的串行端口在一个主机和一个或多个从站之间交换MODBUS请求的具体协议。本文的目的是介绍串行口MODBUS协议，以供所有要在他们的串行线路产品实现Modbus协议的系统设计者使用。因此，本文将促进使用Modbus协议设备的互换性。本文件可补充到“Modbus应用协议规范“的文件中。在第五节不同的实现类定义为“

2、Modbus串行线路“。此类规范是一个属于这一类设备必须遵守的总和要求。MODBUS串行线路规格及实施指南MODBU通信应用协议规范MODBUS应用协议（OSI的第七层）串行线路规范本论文表1通用的MODBUS文件概述1.2协议概述本文介绍了串行线路MODBUS协议。Modbus串行线路协议是一种主从协议，该协议发生在OSI模型的第二层。主从式系统有一个节点（主节点）会发出明确命令给“从站”节点和产生响应。从节点通常不会发送未经从主节点请求数据，并且不与其他的从站通讯。在物理层，在系统MODBUS串行线路可能使用不

3、同的物理接口（接口RS485，RS232）。TIA/EIA-485（RS485）的两线接口是最常见的。作为一个附加选项，RS485的四线接口也可以实现。当需要近距离点对点通信，ATIA/EIA-232-E（RS232）的串行接口也可以用来作为一个接口。（见“物理层“）下图给出了一般描述的串行线路Modbus通讯协议栈与7层OSI模型比较图形。图2：Modbus协议和ISO/OSI模型层ISO/OSI模型7应用层Modbus应用协议6表示层空5会话层空4传输层空3网络层空2数据链路层Modbus串行行协议1物理层EI

4、A/TIA-485（或的EIA/TIA-232）Modbus应用层通讯协议，位于OSI模型的第7层，提供了在关于总线或网络的连接设备之间客户机/服务器的通信。基于Modbus串行线的客户端角色是主站的串行总线和从站节点作为服务器。2Modbus数据链路层2.1MODBUS主/从站协议原理Modbus串行线路的协议是一个主从站协议。同一时间只有一个主节点连接到总线上，和一个或几个（最多247号）从站节点也连接到相同的串行总线。一个Modbus通信总是由主机启动。没有收到从主节点请求从节点不会发送数据，从节点不会互相通

5、信。主节点启动同一时间内只有一个Modbus传输。主节点发出两个不同的模式从节点MODBUS请求：在单播模式下主机访问单个从站。在接收和处理的要求，从机给主机返回一个消息。在这种模式下，一个Modbus处理包括2个消息：来自主机的要求和来自从站的答复。每个从机必须有一个唯一的地址（从1到247），以便它可以独立访问来区别其他节点。在广播模式下，主机可以发送一个要求与所有从站通讯。无响应返回给主机发出的广播请求。广播要求必需是写指令，所有设备必须接受写功能的广播。0是保留的地址，来确保一个广播交流。主机从站01从站0

6、2从站图2单播模式主机从站01从站02从站图3广播模式2.2Modbus寻址规则MODBUS地址空间由256个不同的地址组成。01~247248~255广播地址从站地址保留地址0保留作为广播地址，所有从节点必须识别广播地址。MODBUS主节点没有具体地址，只有从节点必须有一个地址，在Modbus串行总线上这个地址必须是唯一的。2.3Modbus帧描述针对Modbus应用协议[1]定义了一个简单的独立的底层通信层协议数据单元（PDU）：功能代码数据图5MODBUS协议数据单元（PDU）MODBUS协议在特定总线或网络

7、映射上引入了协议数据单元（PDU）上的一些附加信息。启动一个Modbus事务处理的客户端构建了MODBUS协议数据单元，然后添加信息组以便建立适当的通信的协议数据单元。Modbus串行线的PDU地址域功能代码数据LRC(或CRC)图6串行线路Modbus帧串行线路Modbus的地址域只包含从地址。正如上一节所描述，从站地址是的从0到247得有效节点。单个从站设备被分配在1-247地址范围内的。通过信息帧地址域中从站地址一个主机访问相应从站。当从站返回的响应，它会将自己的地址放在响应信息的地址领域中，让主机知道这是来

8、自哪个从站的响应。该功能代码指示服务器来执行什么样的操作。该功能代码后跟着一个包含请求和响应参数的数据域。差错检查域是一个“冗余校验“计算，是根据信息内容执行的结果。两种使用的计算方法由于使用不同的传输模式（RTU或ASCII码）。（见2.5节“的两个串行传输模式“）2.4主/从站的状态图在Modbus数据链路层分为两个独立的子层：•主/从协议•传输模式（R