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Modbus通信协议--RTU

news 2026/2/8 15:41:22

一、RTU介绍

MODBUS协议支持多种功能码，不同的功能码对应不同的操作：

0x01读线圈状态
0x02读离散输入状态
0x03读保持寄存器
0x04读输入寄存器
0x05写单个线圈
0x06写单个保持寄存器
0x0F写多个线圈
0x10写多个保持寄存器

二、实验

1.0x03功能码读单个保持寄存器

1.1 请求帧格式

从站地址功能码起始地址（高位）起始地址（低位）数量（高位）数量（低位）校验码（低位）校验码（高位）
0x010x030x000x450x000x01XXXX

  • 0x01：从地址（Slave Address）。这个值表示这是发送给地址为1的从设备。

  • 0x03：功能码（Function Code）。这个值表示这是一个读取保持寄存器（Read Holding Registers）的请求。

  • 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节一起表示从哪个寄存器地址开始读取。0x0045等于十进制的69。

  • 0x00 0x01：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节一起表示读取的寄存器数量。0x0001等于十进制的1。

  • XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

总结：这个Modbus数据帧请求读取从地址为1的设备从地址69开始的1个保持寄存器。

同理这个Modbus数据帧请求读取从地址为1的设备从地址66开始的1个保持寄存器。

1.2 应答帧格式

从站地址功能码字节计数字节一（高位）字节一（低位）校验码（低位）校验码（高位）
0x010x030x020x000x00YYYY

  • 0x01：从地址（Slave Address）。这个值表示这是从地址为1的设备发出的响应。

  • 0x03：功能码（Function Code）。这个值表示这是一个读取保持寄存器（Read Holding Registers）的响应。

  • 0x02：字节数（Byte Count）。这个值表示响应的数据部分包含2个字节。

  • 0x00 0x00：数据（Data）。这两个字节表示从指定的寄存器读取到的值。在这个例子中，读取到的值是0x0000，即十进制的0。

  • YY YY：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

总结：这个数据帧表示从地址为1的设备，从地址69开始响应的数据部分包含2个字节（0x02）。 且从这个指定的寄存器读取到的值是0x0000。

同理从地址69开始响应的数据部分包含2个字节（0x02）。 且从这个指定的寄存器读取到的值是0x0001。

2.0x06功能码写入单个保持寄存器

2.1 请求帧格式

从站地址功能码寄存器高寄存器低写入值高写入值低校验码（低位）校验码（高位）
0x010x060x000x450x330x01XXXX

  • 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。

  • 0x06：功能码（Function Code）。表示这是一个写单个寄存器的请求。

  • 0x00 0x45：寄存器地址（Register Address）。这两个字节表示要写入的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

  • 0x33 0x01：寄存器值（Register Value）。这两个字节表示要写入寄存器的值。0x3301可以表示为十进制的13057。

  • XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

在写入之后，可以用0x03功能码读取0x45地址的数据查看是否写入成功，可以从图中验证看到，0x3301成功写入0x45地址。

2.2 应答帧格式

原报文返回。

3.0x10功能码写入多个保持寄存器

3.1 请求帧格式

从站地址功能码起始地址（高位）起始地址（低位）数量（高位）数量（低位）字节数写入数值校验码（低位）校验码（高位）
0x010x100x000x450x000x020x040x138A
0x1388		XXXX

  • 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。

  • 0x10：功能码（Function Code）。表示这是一个写多个寄存器的请求。

  • 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节表示要写入的第一个寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

  • 0x00 0x02：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节表示要写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。

  • 0x04：字节计数（Byte Count）。这个值表示接下来要写入的数据字节数。在这个例子中两个寄存器就是是4个字节。

  • 0x138A 0x1388：寄存器值（Register Values）。表示要写入寄存器的数据。由于有两个寄存器，每个寄存器占两个字节，所以这里总共4个字节：

    • 0x138A
    • 0x1388

  • XX XX：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

在写入之后，可以用0x03功能码读取0x45地址的数据查看是否写入成功，可以从图中验证看到，0x138A，0x1388成功写入从0x45开始往后的两个寄存器地址。

3.2 应答帧格式

从站地址功能码起始地址（高位）起始地址（低位）数量（高位）数量（低位）校验码（低位）校验码（高位）
0x010x100x000x450x000x02YYYY

  • 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是从地址为1的从设备发出的响应。

  • 0x10：功能码（Function Code）。表示这是一个写多个寄存器的响应。

  • 0x00 0x45：起始地址（Starting Address）。这两个字节表示写入操作开始的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。

  • 0x00 0x02：寄存器数量（Quantity of Registers）。这两个字节表示写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。

  • YY YY：CRC校验码（CRC Checksum）。这是一个错误检测码，用于验证数据的完整性。实际的值需要根据前面的数据计算得出。

4.0x17功能码写入多个保持寄存器并读

4.1 请求帧格式

  • 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是发送给地址为1的从设备。
  • 0x17：功能码（Function Code）。表示这是一个读取/写入多个寄存器的请求。
  • 0x00 0x45：读取起始地址（Read Starting Address）。这两个字节表示要读取的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。
  • 0x00 0x02：读取寄存器数量（Quantity of Registers to Read）。这两个字节表示要读取的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。
  • 0x00 0x45：写入起始地址（Write Starting Address）。这两个字节表示要写入的寄存器地址。0x0045等于十进制的69。
  • 0x00 0x02：写入寄存器数量（Quantity of Registers to Write）。这两个字节表示要写入的寄存器数量。0x0002等于十进制的2。
  • 0x04：写入字节计数（Write Byte Count）。表示接下来要写入的数据字节数。在这个例子中是4个字节。
  • 0x11 0x22：第一个寄存器的值。表示要写入的值是0x1122。
  • 0x13 0x88：第二个寄存器的值。表示要写入的值是0x1388。
  • 0xA6 0x1C：CRC校验码（CRC Checksum）。用于错误检测。

4.2 应答帧格式

  • 0x01：从地址（Slave Address）。表示这是从地址为1的从设备发出的响应。
  • 0x17：功能码（Function Code）。表示这是一个读/写多个寄存器的响应。
  • 0x04：字节计数（Byte Count）。表示接下来的数据字节数。在这个例子中是4个字节。
  • 0x11 0x22：读取的第一个寄存器的值。表示从请求中读取的值是0x1122。
  • 0x13 0x88：读取的第二个寄存器的值。表示从请求中读取的值是0x1388。
  • 0x51 0x47：CRC校验码（CRC Checksum）。用于错误检测。

4.3 写入数据问题总结

从图中可见，我在0x46地址写入0x1313之后，在应答帧中读取显示0x1310，并没有写入成功，这是因为有的寄存器地址存放的数值是动态变化的，写入之后，它又被动态变化的数值给覆盖

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