Modbus通信协议的类型与理解

Modbus是一种通信协议，常用于工业自动化领域的数据通信和设备控制。其最初由Modicon公司开发并于1979年发布，在工业领域得到广泛应用。Modbus通信协议支持串口、以太网、无线等多种通信方式，具有数据传输简单高效、易于实现等特点。Modbus协议并非开源协议，但它的使用和实现并没有什么限制。

协议类型

Modbus通信协议主要分为以下三种类型:

1. Modbus RTU：基于串口通信，并采用二进制格式，速度快、可靠。
2. Modbus ASCII：同样基于串口通信，采用ASCII码格式，实现简单、易于调试。
3. Modbus TCP/IP：基于以太网通信，具有速度快、网络连接稳定等优点，但需要网络设备的支持。

 协议理解

Modbus协议的信息帧共有两种类型，分别为请求帧和响应帧。其中，请求帧由主机发送给从机，用于请求数据或控制从机；响应帧则由从机发送给主机，用于响应主机的请求。 帧描述：

报文帧由时长至少 3.5 个字符时间的空闲间隔区分，称为 t3.5，RTU 帧传输空闲间隔区分示意图：

数据类型：

在Modbus协议中，数据类型主要分为两类：线圈和寄存器。其中线圈又分为离散输出线圈和离散输入线圈，寄存器又分为只读寄存器和通用寄存器。

功能码：

这些是常用Modbus功能码的简介，具体的功能码及其参数格式请参考Modbus协议文档。

 简单理解

只有是人为规定的就有规律可循, 最简单的就是看厂家的手册, 理论上的东西和实际是有区别的, 这就是为啥市面上那些教程, 明明讲了很多, 但是啥也没学到。协议协议实际就是有规律的数据，这和协议栈是不同概念的，直接看厂家给的通信实例：

然后再根据功能码阅读相关说明：

根据说明把地址以及参数找出来，再把这些数据进行CRC算法计算：

// CRC校验
static uint8_t modbus_crc(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    uint16_t i, j;
    for (i = 0; i < length; i++)
    {
        crc ^= data[i];
        for (j = 0; j < 8; j++)
        {
            if (crc & 0x0001)
                crc = (crc >> 1) ^ 0xA001;
            else
                crc = crc >> 1;
        }
    }
    // 低位在前高位在后
    if ((uint8_t)(crc & 0x00ff) == data[i++] && (uint8_t)((crc & 0xff00) >> 8) == data[i])
    {
        return 0;
    };
    return 1;
}

最后把这些数据整合，就形成了一帧数据，把这些数据发出去，从机就会返回数据了，根据业务对从机返回的数据进行处理即可！

　　审核编辑：汤梓红