Modbus通信协议

1、MODBUSMODBUS 通信协议、前言本规约用于保护装置与监控系统通讯，信道采用RS232/RS422/485或电流环，协议采用Modbus。二、报文类型及格式信息传输：为异步方式，并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是 的字格式：波特率：19200表2.1字格式（串行数据）11位二进制起始位1位数据位8位奇偶校验位无奇偶校验停止位2位：通讯数据（信息帧）格式:注：1个字节由8位二进制数组成（既8 bit）。2、ModBus是Modicon公司的注册商标。3、 “从机”在本文件中既为保护模块。通讯信息传输过程：当命令由主机发送至从机时， 符合相应地址码的从机处理命令，根据功能码作相

2、应任务。如果CRC校验无误，则执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。如果CRC校验出错就不返回任何信息。如果接收正确，但不能处理，返回异常报文。1.地址码：地址码是通讯信息帧的第一字节，从0到255。每个从机有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。0 xFF为广播地址。2.功能码：功能码是通讯信息帧的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码范围为1127。3.数据区：数据区可以是数据（如：开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等）、参考地地址码功能码数据区错误校检1字节1字节N字节16位CRC码（冗余循环码）数据格式:数据长度:表2.211位址等。均为

3、二进制数。数据区的最大长度不能超过256。4.错误校验码（CRC校验）：用校验码判别接收信息是否正确。MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。生成多项式A001（1010 0000 0000 0001）。功能码：0 x03描述：读从机多个保持寄存器二进制数据。不支持广播命令。（地址4XXXX）查询查询信息指定要读取的寄存器开始地址和寄存器数量。寄存器地址从0开始。查询报文格式：主机发送发送的信息举例从机地址11发送至地址为17的从机功能码03读保持寄存器数据起始地址高00起始地址为起始地址低6B40108-40110数据数目高00读取寄存器数目数据数目低03C

4、RC码由主机计算得到CRC码响应保持寄存器数据在响应帧中按寄存器/2字节排列。高字节在前，低字节在后。每次可读取125个寄存器。响应报文格式：从机响应返回的信息举例从机地址11来自从机17功能码03读保持寄存器数据字节数6共6字节数据1高0240108数据1低2B数据2高0040109数据2低00数据3高0040110数据3低64CRC码由从机计算得到CRC码功能码：0 x10描述：主机对从机多个保持寄存器置数。当从机地址为0时，表示广播方式，所有相连的从机同时被置数。写写信息指定要写的寄存器开始地址和寄存器数量，写每个寄存器的内容。寄存器地址从0开始。（4xxxx）写报文格式：主机发送发送的

5、信息举例从机地址11发送至地址为17的从机功能码0 x10与保持奇存器起始地址高00起始地址为40108起始地址低6B数据数目高00写寄存器数目数据数目低03字节数06与奇存器数目x2第1个寄存器高CC置数：第1个寄存器高第1个寄存器低dd置数：第1个寄存器低O O O O O O O最后1丨寄存器冋aa置数：最后1个寄存器高最后1个寄存器低bb置数：最后1个寄存器低CRC码由主机计算得到CRC码响应正常响应是反送查询信息。高字节在前，低字节在后。 响应报文格式：功能码0 x10与保持奇存器起始地址高00起始地址为40108起始地址低6B数据数目高00写寄存器数目数据数目低03CRC码由主机计

6、算得到CRC码通讯错误信息及数据的处理：当检测到除了CRC码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。以下的这些代码表明有意外的错误发生。异常响应1.接收正确，可以处理，正常响应。2.接收时出错，不响应。3.校验码出错，不响应。4.接收正确，不能处理。异常响应。异常响应用两字节区分：功能域-最高位置1，例如: 数据域-返回异常代码。格式0 x80。从机响应返回的信息举例从机地址11来自从机17功能码810 x01与0 x80异常代码02非法数据地址CRC码由从机计算得到CRC码异常代码：0 x01-非法功能码，不能

7、被处理。0 x02-非法数据地址。0 x03-非法数据。0 x04-从机试图执行命令时，发生不可恢复的错误。0 x05-确认。从机接受命令，要执行较长的时间。0 x06-从机忙。0 x07-否认。从机不接受命令。0 x08-读取数据时，校验错。 错误校验码（CRC校验）：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。CR

8、C码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计 算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则 表明出错。在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位也包括奇偶校 验位，都不参与CRC计算。 CRCCRC 码的计算方法是：1.预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）;称此寄存器为CRC寄存器；2.把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器；3.把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查最低位；4.如果最低位为

9、0:重复第3步（再次右移一位）；如果最低位为1:CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；5重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；6.重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；7.最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。un sig ned short CRC16(puchMsg, usDataLe n)un sig ned char *puchMsg ;/* message to calculate CRC upon */* quantity of bytes in message */while (usDataLen

10、-)/* pass through message buffer*/uln dex = uchCRCHiA*puchMsg+ ;/* calculate the CRC */uchCRCHi = uchCRCLoAauchCRCHiul ndex;uchCRCLo = auchCRCLoulndex ;return (uchCRCHi 8 | uchCRCLo) ;High Order Byte Table/* Table of CRC values for high-order byte */static unsigned char auchCRCHi = 0 x00, 0 xC1, 0 x

11、81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0,

12、 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1,0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1,0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0

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

14、 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40,0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0

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

16、,0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1,0 x81, 0 x40, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41,0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40, 0 x01, 0 xC0, 0 x80, 0 x41, 0 x01, 0 xC0,0 x80, 0 x41, 0 x00, 0 xC1, 0 x81, 0 x40 ;unsigned short usDataLen ;unsigned char uchCRCHi =

17、 0 xFF ;unsigned char uchCRCLo = 0 xFF ;unsigned uIndex ;/* high CRC byte initialized */ /*low CRC byte initialized */* will index into CRC lookup*/Low Order Byte Table/* Table of CRC values for low-order byte */static char auchCRCLo = 0 x00, 0 xC0, 0 xC1, 0 x01, 0 xC3, 0 x03, 0 x02, 0 xC2, 0 xC6, 0

18、 x06, 0 x07, 0 xC7, 0 x05, 0 xC5, 0 xC4, 0 x04,0 xCC, 0 x0C, 0 x0D, 0 xCD, 0 x0F, 0 xCF, 0 xCE, 0 x0E, 0 x0A, 0 xCA, 0 xCB, 0 x0B, 0 xC9, 0 x09, 0 x08, 0 xC8,0 xD8, 0 x18, 0 x19, 0 xD9, 0 x1B, 0 xDB, 0 xDA, 0 x1A, 0 x1E, 0 xDE, 0 xDF, 0 x1F, 0 xDD, 0 x1D, 0 x1C, 0 xDC,0 x14, 0 xD4, 0 xD5, 0 x15, 0 x

19、D7, 0 x17, 0 x16, 0 xD6, 0 xD2, 0 x12, 0 x13, 0 xD3, 0 x11, 0 xD1, 0 xD0, 0 x10,0 xF0, 0 x30, 0 x31, 0 xF1, 0 x33, 0 xF3, 0 xF2, 0 x32, 0 x36, 0 xF6, 0 xF7, 0 x37, 0 xF5, 0 x35, 0 x34, 0 xF4, 0 x3C,0 xFC, 0 xFD, 0 x3D, 0 xFF, 0 x3F, 0 x3E, 0 xFE, 0 xFA, 0 x3A, 0 x3B, 0 xFB, 0 x39, 0 xF9, 0 xF8, 0 x3

20、8, 0 x28,0 xE8, 0 xE9, 0 x29, 0 xEB, 0 x2B, 0 x2A, 0 xEA, 0 xEE, 0 x2E, 0 x2F, 0 xEF, 0 x2D, 0 xED, 0 xEC, 0 x2C, 0 xE4,0 x24, 0 x25, 0 xE5, 0 x27, 0 xE7, 0 xE6, 0 x26, 0 x22, 0 xE2, 0 xE3, 0 x23, 0 xE1, 0 x21, 0 x20, 0 xE0, 0 xA0,0 x60, 0 x61, 0 xA1, 0 x63, 0 xA3, 0 xA2, 0 x62, 0 x66, 0 xA6, 0 xA7,

21、 0 x67, 0 xA5, 0 x65, 0 x64, 0 xA4, 0 x6C,0 xAC, 0 xAD, 0 x6D, 0 xAF, 0 x6F, 0 x6E, 0 xAE, 0 xAA, 0 x6A, 0 x6B, 0 xAB, 0 x69, 0 xA9, 0 xA8, 0 x68, 0 x78,0 xB8, 0 xB9, 0 x79, 0 xBB, 0 x7B, 0 x7A, 0 xBA, 0 xBE, 0 x7E, 0 x7F, 0 xBF, 0 x7D, 0 xBD, 0 xBC, 0 x7C, 0 xB4,0 x74, 0 x75, 0 xB5, 0 x77, 0 xB7, 0 xB6, 0 x76, 0 x72, 0 xB2, 0 xB3, 0 x73, 0 xB1, 0 x71, 0 x70, 0 xB0, 0 x50,0 x90, 0 x91, 0 x51, 0 x93, 0 x53, 0