Modbus-RTU协议解析

Modbus-RTU协议是主从交互式协议，即主机轮询、从机应答。在工控自动化、楼宇自动化行业中应用广泛。该协议的报文结构主要由地址、功能码、寄存器、数据、校验码等构成。下面和大家分享一下Modbus-RTU的基本知识。

▲1 MODBUS-RTU的通讯格式

RS485接口在工业自动化中应用非常广泛，该接口为双总线通信方式，只有RSA和RSB两根线，可以走MODBUS TCP/IP协议，也可以走MODBUS-RTU协议，通讯距离可达数公里，是一种标准的通讯接口，而MODBUS-RTU是工业现场一种标准的通信协议，大多数的PLC和组态屏都支持该通讯协议。

其数据格式是由如下几部分构成的：1)从机地址；2)功能码；3)数据；4)校验码。采用一问一答式通讯方式，主机定时查询从机状态，从机收到主机的轮询命令后回复相应的数据。常用的功能码有01读线圈状态、03读保持寄存器、06预置单个寄存器、16预置多个寄存器等。

▲ 203功能码举例解析

以03功能码为例，介绍一条具体的数据格式，主机的命令格式为：

01 03 00 04 00 02 85 CA，从机回复的数据格式为：

01 03 04 00 00 00 00 FA 33。如下图所示。

该条命令的含义为：

主机要读取01号地址的从设备的寄存器内容，读取从00 04寄存器开始往后2个寄存器的内容，即00 04和00 05寄存器中的内容。从机收到命令后，将这两个寄存器中的数据发送给主机，每个寄存器存放两个字节的数据，两个寄存器共存放4个字节的数据，所以返回数据字节的个数为4个。

▲ 3 06功能码举例解析

06功能码是用来写从机寄存器的内容的，比如主机向改写从机其中一个寄存器的数据，就可以通过06功能码来实现。主机发送的数据如下：

01 06 00 00 00 0A 09 CD，从机返回的数据如下：

01 06 00 00 00 0A 09 CD。如下图所示。

该数据所代表的含义为：主机要将01号从机的00 00寄存器写入两个字节的数据，数据为00 0A。写入成功后，从机返回该寄存器的状态。

06功能码只要改写一个寄存器的内容，如果要改写多个寄存器的内容需要用到16预置多个寄存器功能码。

▲4 常用的通信参数

Modbus在通讯之前，先要确认通信参数，这些通信参数包括：1)波特率；2)数据位数；3)停止位4)校验方式等。

波特率是指每秒所传送的数据的位数，数值越大通信速度越快，常用的波特率有4800、9600、19200、115200等，两台设备在通讯时，通讯波特率必须一致，否则通讯无法建立。

数据位数，一般为8位。停止位有1位，2位等，校验方式有奇校验、偶校验和无校验等。

Modbus-RTU是工控行业应用广泛的通讯协议，主流PLC都支持该协议，在编程时，不需要实现所有的功能码，只需要实现常用的几个功能码就可以，如上述所描述的03，06，16等