在 Modbus 网络中，设备分为两类：请求信息的设备称为 Modbus Master，而提供信息的设备称为 Modbus Slave。一个标准的 Modbus 网络通常由一个主站和多个从站组成，每个从站都有唯一的地址，范围从 1 到 247。
Modbus 协议的核心优势在于其开放性，制造商可以自由使用该协议而无需支付版权费用。这使得 Modbus 成为行业标准通信协议，广泛应用于各种工业电气设备的连接与控制。
Modbus 的工作原理相对简单。数据通过串行线路在设备之间传输，最基础的配置是两台设备（一主一从）通过电缆连接其串行端口。数据以“1”和“0”的序列（位）形式发送，每个位作为电压信号传输。传输速率通常为 9600 波特（每秒传输的位数）。
Modbus 协议支持多种数据类型，包括16位和32位整数、浮点数以及ASCII字符串等。数据存储在从设备的四个不同表格中，分别用于存储开/关状态值（线圈）和数值（寄存器）。每个表格包含 9999 个值，地址范围从 0000 到 270E。
在实际应用中，Modbus 协议的灵活性和可扩展性使其能够满足各种复杂场景的需求。例如，系统可以测量温度和湿度，并将结果发送到中央计算机进行集中控制和数据采集。
此外，Modbus 协议还支持扩展寄存器地址，将寄存器的数量从 40001 扩展到 105536，极大地增加了数据存储能力。尽管大多数 Modbus 软件驱动程序和从设备默认支持有限的地址范围，但一些高级设备和支持扩展寄存器的软件可以实现更广泛的应用。
总的来说，Modbus 作为一种成熟且广泛应用的工业通信协议，以其简洁、高效和开放的特点，在工业自动化领域发挥着不可替代的作用。无论是简单的设备控制还是复杂的数据采集系统，Modbus 都能提供可靠的通信保障。
什么是Modbus？
Modbus 是由 Modicon 开发的串行通信协议，由 Modicon® 于 1979 年发布，用于可编程逻辑控制器 (PLC)。简单来说，它是一种在电子设备之间通过串行线路传输信息的方法。
请求信息的设备称为Modbus Master，提供信息的设备称为Modbus Slave。在标准的 Modbus 互联网网络中，可能有一个主站和一个从站，每个站有 1 到 247 个不同的从站
它是干什么用的？
Modbus 是一种开放协议，这意味着制造商可以自由构建 Modbus，而无需为其硬件支付版权费用。
Modbus 已成为行业标准通信协议，现已成为广泛使用的工业电气设备的连接点。它被许多行业的大多数制造商使用。
用于Modbus设备和控制设备到主控制器或数据采集系统的信号传输。例如，系统测量温度和湿度，然后将结果发送到计算机。
Modbus通常将中央计算机连接到远程连接单元（RTU）以进行集中控制和数据收集。Modbus 协议版本可用于串行线路（Modbus RTU 和 Modbus ASCII）和以太网（Modbus TCP）。
它是如何工作的？
它通过 Modbus 设备之间的串行线路传输。最简单的安装，两台设备，一主一从，用一根电缆连接其上的串行端口。
该数据以“1”和“0”序列发送，称为“位”。每个位都作为电压发送。
零作为正电压发送，零作为负电压发送。
虱子的传播速度非常快。传输速率一般为960波特（每秒的位数）。
什么是十六进制？
在解决问题时，查看传输的原始数据可能会有所帮助。这些位显示为十六进制（16 个字符串），因为很难读取长字符串和零字符串。每个 4 位块由 0 到 F 的 16 个字符之一表示。
0001 = 1 0101 = 5 1001 = 9 1101 = D
0010 = 2 0110 = 6 1010 = A 1110 = E
0011 = 3 0111 = 7 1011 = B 1111 = F
每个 8 位块（称为字节）与从 00 到 FF 的 256 个字符之一成对显示。
标准 Modbus 中如何存储数据？
该信息存储在从设备上的四个不同图表中。
两个表存储开/关状态值（线圈），另外两个表存储数值（寄存器）。
线圈和寄存器各有只读和读写图表。每个图表有 9999 个值。每个线圈或触点为 1 位，数据地址分配在 0000 至 270E 之间。
每个寄存器为 1 个字 = 16 位 = 2 个字节，并且还有一个数据
地址在 0000 到 270E 之间。
| 线圈/寄存器编号 | 数据地址 | 类型 | 海图编号 |
| 1-9999 | 0000 至 270E | 读写 | 离散输出线圈 |
| 10001-19999 | 0000 至 270E | 只读 | 离散输入/触点 |
| 30001-39999 | 0000 至 270E | 只读 | 模拟输入/寄存器 |
| 40001-49999 | 0000 至 270E | 读写 | 模拟输出/保持寄存器 |
因为它们并没有真正出现在消息中。数据地址用于消息中。
例如; 第一个持有寄存器的编号为 40001，
0000 数据地址。
这两个值之间的差异被抵消。
每个图表都有不同的偏移量。1、10001、30001 和 40001。
什么是从属 ID？
网络中的每个Slave都有自己的地址号，范围从1到247。当Master请求数据时，Slave的地址信息是发送的第一个字节。因此，每个 Slave 都知道
是否忽略第一个字节之后的消息。
什么是功能码？
主站发送的第二个字节称为功能码。
这些数字告知从站它将访问的图表
以及是否会读取或写入。
| 功能码 | 行动 | 表名 |
| 01（01 十六进制） | 读者 | 离散输出线圈 |
| 05（05 十六进制） | 写单曲 | 离散输出线圈 |
| 15（0F 十六进制） | 写多个 | 离散输出线圈 |
| 02（02 十六进制） | 读者 | 离散输入触点 |
| 04（04 十六进制） | 读者 | 模拟输入寄存器 |
| 03（03 十六进制） | 读者 | 模拟输出保持寄存器 |
| 06（06 十六进制） | 写单曲 | 模拟输出保持寄存器 |
什么是CRC？
CRC 代表循环冗余校验。CRC 是添加到每个 modbus 消息末尾的两个字节，用于错误检查。
发送消息中的每个字节以计算 CRC。接收设备还计算 CRC 并将其与来自发送设备的 CRC 进行比较。即使消息中的一位被错误接收，CRC 也会不同，并且会发生错误。
Modbus 命令和响应的格式是什么？
您可以在下表中找到请求和响应的示例。
| 数据地址 | 读者 | 写单曲 | 写入多个 |
| 离散输出线圈 0xxxx | FC01 | FC05 | FC15 |
| 离散输入触点 1xxxx | FC02 | 不适用 | 不适用 |
| 模拟输入寄存器 3xxxx | FC04 | 不适用 | 不适用 |
| 模拟输出保持寄存器 4xxxx | FC03 | FC06 | FC16 |
数据类型有哪些？
以 FC03 为例，寄存器 40108 包含 AE41，16 位转换为 1010 1110 0100 0001。
寄存器40108可以被定义为这些16位(16-bit)数据中的任何一个。
16 位无符号整数（0 到 65535 之间的整数）
寄存器 40108 AE41 的内容 = 44,609（从十六进制转换为十进制）
16 位无符号整数（-32768 到 32767 之间的整数）
AE41 = -20,927（从十六进制转换为十进制，完成后为-32767，然后为65536）
两个字符的 ASCII 字符串（2 个字母）
AE41 = ® A
离散开/关值（如 16 位整数，该值以 0 或 1 运行。这里 hax 数据为 0000 或 0001）
此外，寄存器 40108 可以与 40109 组合来创建任何
以下 32 位数据：
32 位无符号整数（0 到 4,294,967,295 之间的数字）
40108,40109 = AE41 5652 = 2,923,517,522
32 位无符号整数（-2,147,483,648 到 2,147,483,647 之间的数字）
AE41 5652 = -1,371,449,774
32 位单精度 IEEE 浮点数。这是一个数学公式，为任何实数（小数点数字）提供 7 位 32 位函数。字节和2个字母。
1 个 4 字符 ASCII 字符串（4 个字母）
AE41 5652 = ® AVR
可以组合更多寄存器来创建更长的 ASCII 字符串。
每个寄存器由两个 ASCII 字符（2 个字节）组成。
字节和字母顺序（字顺序）是什么意思？
Modbus 通告没有完全解释数据如何存储在寄存器中。因此，制造商将Modbus应用到他们的硬件中，先存储和传输高字节，然后再存储和传输低字节。（41 之前的 AE）
或者，其他存储并传输低字节，然后传输高字节。（AE前41）
同样，当寄存器组合为 32 位数据类型时，某些设备首先存储较高的 16 位数据（高位字），然后存储剩余的低位数据（AE41 之后的 5652），其他设备则相反（AE41 之后的 5652）
如果接收设备知道字节或字的形式，那么字节或字的发送顺序并不重要。
例如; 如果数字 2,923,517,522 作为 32 位无符号整数发送，则可以作为以下 4 种不同组合之一发送。
AE41 5652 高字节在前 高字在前
5652 AE41 高字节在前 低字在前
41AE 5256 低字节先高字先
5256 41AE 低字节在前 低字在前
什么是Modbus映射（Map）？
- 数据是什么（例如压力或温度读数）
- 数据保存位置（图表和数据地址）
- 数据如何保存（数据类型、字节和字母顺序）
一些设备安装在制造商定义的固定设备上，而另一些设备则允许客户对设备进行配置或编程以满足他们的需求。
什么是扩展寄存器地址？
由于模拟输出寄存器是从40001到49999，这意味着寄存器不能超过9999个。虽然这对于大多数应用程序来说已经足够了，但有时拥有更多寄存器很有用。
如果我们将 270F 到 FFFF 的剩余地址提高效率，那么总共将有 65536 个，换句话说，六倍多的寄存器可用。这将寄存器的数量从 40001 扩展到 105536。
大多数Modbus软件驱动程序（用于主PC）提供从40001到49999的有限范围，在这种情况下，无法访问从设备上的扩展寄存器。还有大多数奴隶
设备不支持使用扩展寄存器的地图。另一方面，一些从设备支持这些寄存器，而一些主软件提供访问（如果专门编写的话）。
2 字节从机寻址如何工作？
网络上从站的数量限制为 256 个，因为它用于定义单字节从站地址并分配一个地址。要克服此限制，可以修改协议以在地址中使用两个字节。
所有的主人和奴隶都必须支持这一改变。2 字节寻址将网络上的从站数量增加到 65535 个。
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