中职教育二年级下学期电子与信息《认识MODBUS协议》教学设计

微课教学设计表微课题目认识MODBUS协议教师姓名黄强所属课程名称《物联网组网技术及应用》适用专业物联网技术应用等专业适用对象中职校物联网技术应用等专业二年级学生，社会学习者教学分析与设计思路本微课内容是知识点——从五个方面进行了介绍，分别是什么是Modbus通信协议、Modbus通信协议与RS485通信标准的关系、Modbus通信协议的版本、Modbus通信的请求与相应及Modbus协议RTU消息帧格式。重点掌握Modbus通信的请求与相应及Modbus协议RTU消息帧格式，利用举例，验证等方式帮助学生理解重难点。教学目标了解什么是Modbus通信协议；知道Modbus通信信息传输过程；理解Modbus协议RTU消息帧格式。教学过程设计教学环节教学过程微课导入问题导入：某某驾车从A地驾车去往不熟悉的B地，选择了路线之后，为了能安全地到达B地，我们还要怎样？知识讲解什么是Modbus通信协议？由Modicon（莫迪康），（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。应用于电子控制器上的一种通用协议，目前已成为通用工业标准。通过此协议，控制器之间或者控制器经由网络（例如以太网）与其它设备之间可以通信。Modbus使不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。Modbus通信协议与RS485通信标准的关系3.Modbus通信协议的版本4.Modbus通信的请求与相应（1）.设备地址被选中的从设备地址，长度为1个字节(8位），在Modbus网络中每个从设备都具备唯一的地址，范围为0~247，其中地址0作为广播地址，因此从设备实际的地址范围是1~247。（2）.功能码告知被选中的从设备要执行何种功能，其取值范围为1~255。如果从设备没有响应操作或发送出错，则将返回的消息帧中的功能码最高位置1（即：加上0x80）。例如：主设备要求从设备读一组保持寄存器时，消息帧中的功能码为：00000011（0x03），0x表示是十六进制，03就是十六进制的03,00000011是03的8421表示。从机正确执行请求的动作后返回相同的值；否则，从机将返回异常响应信息，其功能码将变为：10000011（0x83）。功能码有三类，分别是公共功能码、用户自定义功能码和保留功能码。这里我们只讨论公共功能码，公共功能码是经过Modbus协会确认的，被明确定义的功能码，具有唯一性。代码功能吗名称位/字操作操作数量01读线圈状态位操作单个或多个02读离散输入状态位操作单个或多个03读保持寄存器字操作单个或多个04读输入寄存器字操作单个或多个05写单个线圈位操作单个06写单个保持寄存器字操作单个15写多个线圈位操作多个16写多个保持寄存器字操作多个常见功能码及其含义（3）.数据包含从设备要执行功能的附加信息。如：功能码“03”要求从设备读保持寄存器并响应寄存器的内容，则数据段必须包含要求从设备读取寄存器的起始地址及数量。（4）.差错检测为从机提供一种数据校验方法，以保证信息内容的完整性。5.Modbus协议RTU消息帧格式起始位地址功能代码数据CRC校验结束符≥3.5字符8位8位n个8位16位≥3.5字符在RTU模式中，消息的发送与接收以至少3.5个字符间距时间的停顿间隔为标志。一帧报文必须以连续的字符流来传输。如果在帧传输完成之前有超过1.5字符时间的间隔，则接收设备将认为该报文帧不完整。举例说明：读线圈/离散量输出状态（01）请求报文：0601001600211C61报文解读：06：从机地址，01：功能码，0016：读取数据起始地址，0021：读取数据个数（位），1C61:CRC校验。其中数据、CRC校验为十六进制表示。响应报文：060105238B24C401ED9C报文解读：06：从机地址，01：功能码，05：数据字节数，23、8B、24、C4、01：数据（对应的值为其对应的8421位值，字节为从低到高，字节内为从高到低），ED、9C：CRC校验。数据说明：小结本次我们学习了什么是Modbus通信协议、Modbus通信协议与RS485通信标准的关系、