摘要 ：昨天有小伙伴在群里问关于Modbus通信协议的，大家都比较积极地解答，所以今天果子哥总结一下关于Modbus相关的知识，适合正在入门的小伙伴“食用”。同样还是理论+实战的方式，欢迎留言区评论。

1.什么是Modbus?

顾名思义 ，它是一个Bus，即总线协议。比如串口协议、IIC协议、SPI都是通信协议。你接触到这种协议，相信你所处的行业是工业电子方面或者你的产品用于工业。

好了，现在知道了大概知道了，这是一个总线协议，是一个Mod什么的公司发表的一个通信协议。那为什么要用这个呢? 答案就是他们都在用，你就得学，啊哈哈!

正经的说，它被工业领域所接受的原因是它具备一下三个优点

• 公开发表并且无版权要求
• 易于部署和维护
• 对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制

简单的概括,就是 免费+简单+方便修改 !

归纳： Modbus就是一种用在工业上的简单协议!

2.Modbus用来干什么?

用两个字概括： 通信

是的，所有协议都是用来通信的，协议的制定就是让两个人根据这个协议看懂传来的一组数据。比如我给你一个 6666 ，你要是没有协议，就只知道这是 6666 ，而有了协议，你就知道了这是在问我是不是 大佬? 当然，也可以表示其他意思，具体什么意思就看你协议怎么制定！

归纳： Modbus用来通信喽，是个人都知道！

3.Modbus的内容是什么?

大致分为以下几种:

• Modbus-RTU
• Modbus-ASCII
• Modbus-TCP

以上三种协议，一个设备只会有一种协议，如果你的设备使用的是Modbus-RTU，只需查看以下对应部分，一般来说大部分的设备都是Modbus-RTU协议的。

4.通讯过程

Modbus是 主从方式通信 ，也就是说，不能同步进行通信，总线上每次只有一个数据进行传输，即主机发送，从机应答，主机不发送，总线上就没有数据通信。(所以说，这也算是一个缺点了)

举例1 : 一个总线上有一个主机，多个从机，主机查询其中一个从机，首先你必须得这些从机分配地址(这样才能知道哪个从机，而且每个地址必须唯一)，分配好地址后，主机要查询，然后数据下发(数据内容下面会介绍)，从机得到主机发送的数据,然后对应地址的从机回复，主机得到从机数据，这样就是一个主机到从机的通信过程，是不是很简单呢

?

举例2 : 就像打电话，你得知道对方的电话(这就是唯一地址)，然后你打电话过去，相当于主机查找从机，然后对方接通电话，给你回复(返回数据)，正常是这样的。

如果这时候，对方正在打电话，你应该听到的是" sorry,you… "这一串英文，说明对方忙，但是 Modbus总线 不能判断对方是否忙，也没有对应的仲裁机制，好了你又知道了一个缺点了！但是，你可以用软件的办法进行适当的处理数据！

5 Modbus-RTU协议

设备必须要有RTU协议！这是Modbus协议上规定的，且默认模式必须是RTU，ASCII作为选项 。（也就是说，一般的设备只有RTU这个协议，ASCII一般很少）所以说，一般学习Modbus协议，只需要了解RTU的协议，ASCII作为学习的了解就足够了。

1、帧结构

帧结构 = 地址 + 功能码+ 数据 + 校验

• 地址 : 占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。
• 功能码 ：占用一个字节，功能码的意义就是，知道这个指令是干啥的，比如你可以查询从机的数据，也可以修改数据，所以不同功能码对应不同功能。
• 数据 ：根据功能码不同，有不同结构，在下面的实例中有说明。
• 校验 ：为了保证数据不错误，增加这个，然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，我再回复；如果不一样，说明你这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。

2、实战

只谈理论大家可能不太明白，下面举一个例子。Modbus-RTU协议一般我们用的最多功能码就是 03 和 06 ，大部分都是用modbus来查询传感器上的信息用 03 查询功能码，如果需要修改传感器寄存器的值就用 06 修改功能码，其他的不需要过多关注，学多了你也记不住，哈哈哈！

2.1 查询功能码0x03

功能描述：现在我是主机，我要查询从机地址为01的数据。我现在用电脑的modbus调试助手来代替主机，stm32来代替从机。

我需要发送以下数据：

主机发送: 01 03 00 00 00 01 84 0A
从机回复: 01 03 02 19 98 B2 7E

那么这一组数据是什么意思呢?

从上面的结构图中，可以看出，主机发送的数据大致是 地址+功能码+数据+校验；

所以解析如下:

发送数据解析

01-地址，也就是你传感器的地址
03-功功能码，03代表查询功能，查询传感器的数据
00 00-代表查询的起始寄存器地址.说明从0x0000开始查询。这里需要说明以下，Modbus把数据存放在寄存器中，通过查询寄存器来得到不同变量的值，一个寄存器地址对应2字节数据
00 01-代表查询了一个寄存器.结合前面的00 00,意思就是查询从0开始的1个寄存器值
84 0A-循环冗余校验,是modbus的校验公式,从首个字节开始到84前面为止;

回复数据解析

01-地址，也就是你传感器的地址
03-功功能码，03代表查询功能，查询传感器的数据。这里要注意的是注意发给从机的功能码是啥，从机就要回复同样的功能码，如果不一样说明这一帧数据有错误
02-代表后面数据的字节数,因为上面说到,一个寄存器有2个字节,所以后面的字节数肯定是2*查询的寄存器个数;
19 98-寄存器的值是19 98,结合发送的数据看出,01这个寄存器的值为19 98
B2 7E-循环冗余校验

好了，是不是很简单呢?基本流程就是：

• 发送 ：从机的地址+我要干嘛的功能码+我要查的寄存器的地址+我要查的寄存器地址的个数+校验码
• 回复 ：从机的地址+主机发我的功能码+要发送给主机数据的字节数+数据+校验码

就是这么简单！

2.2 修改功能码0x06

如果我要修改从机的数据呢?那么这个协议有吗？当然有，那就是0x06

1、修改—0x06功能码

主机发送: 01 06 00 00 00 01 48 0A
从机回复: 01 06 00 00 00 01 48 0A

诶，看上去怎么一样的啊?是不是错了?答案是这是正确的；

发送数据解析

01-主机要查询的从机地址
06-功能码,06代表修改单个寄存器功能,修改有些不同,有修改一个寄存器和修改多个寄存器;
00 00-代表修改的起始寄存器地址.说明从0x0000开始.
00 01-代表修改的值为00 01.结合前面的00 00,意思就是修改0号寄存器值为00 01;
48 0A-循环冗余校验,是modbus的校验公式,从首个字节开始到48前面为止;