通讯协议001——Modbus报文协议分析

Modbus协议存在用于串口、以太网、专用网络的版本。各版本的Modbus通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式和一些细节有所不同的。本文对Modbus RTU报文协议进行分析。

Modbus数据帧格式如下：

1）从站地址：地址范围1-247，响应报文中的从站地址保持与请求报文的从站地址一致。

2）功能代码：表示不同的功能。正常响应报文中的功能代码保持与请求报文的功能代码一致，异常响应报文的功能代码=请求报文的功能代码 + 80H。常见功能代码如下：

3）数据：请求报文中的数据格式根据功能代码而定，响应报文中的数据为返回的数据或错误码。

4）校验码：2个字节，用于校验数据，RTU采用CRC校验码。

下文采用Modbus Poll、Modbus Slave软件（登录网信智汇wangxinzhihui.com下载）对常见功能的报文进行分析。

1） 功能码01H：读读线圈（01寄存器）。

ModbusPoll读取01从站地址为00的线圈开始10个线圈状态。

报文分析如下：

其中响应报文返回的数据字节1、字节2组成的0201H，对应的二进制为1000000001。

2） 功能码05H：写单个线圈（01寄存器）

ModbusPoll设置01从站地址为01的线圈为ON。

报文分析如下：

其中:

线圈地址：01，高低字节分别为00、01

通断标志：ON对应高低位FF00，OFF对应0000

正常响应报文与请求报文一致。

3）功能码0FH：写多个线圈（01寄存器）

ModbusPoll设置01从站地址为00的线圈开始10个线圈的状态。

报文分析如下：

其中线圈通断为多个线圈通断状态按Bit组合而成的数据。如0D 02 组合成020DH,对应二进制为1000001101，每个bit对应线圈的状态。

4）功能码02H：读输入线圈（02寄存器）

ModbusPoll读取01从站地址为00的输入线圈开始10个线圈状态。

报文分析如下：

其中响应报文返回的数据字节1、字节2组成的0004H，对应的二进制为0000000100。

4）功能码03H：读保持寄存器（03寄存器）

以下为ModbusPoll读取01从站地址为02的保持寄存器，开始2个字，组成1个浮点数。

报文分析如下：

5）功能码06H：写单个保持寄存器（03寄存器）

以下为ModbusPoll写01从站地址为02的保持寄存器，写入数据为23。

报文分析如下：

其中

写入数据0017H，为数据23

响应报文同请求报文

6）功能码10H：写多个保持寄存器（03寄存器）

以下为ModbusPoll往01从站保持寄存器02地址写入数据120.34，34.768。

报文分析如下：

7）功能码04H：读输入寄存器（04寄存器）

以下为ModbusPoll读取01从站输入寄存器00开始4个字，组成2个浮点数。

报文分析如下：