MODBUS通讯规约文本060919-力创

MODBUS－RTU通讯规约说明

力创科技 06-09-19

目录

一、MODBUS通讯协议简介 二、通讯信息传输过程 三、MODBUS 功能码简介

四、错误校验码（CRC 校验） 五、通讯错误信息及数据的处理 附件：CRC 校验算法程序

一、MODBUS通讯协议简介：

MODBUS 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

监控系统之间进行信息交换和数据通讯。

同类型的总线或网络连接的设备之间的客户机／服务器通信。

MODBUS通讯规约允许EDA系列模块／仪表／变送器与多个品牌的PLC、RTU、DCS等或与第三方具有MODBUS兼容的MODBUS是一个请求／应答协议，并且提供功能码规定的服务。MODBUS是一种应用层报文传输协议，用于在通过不EDA系列模块／仪表／变送器提供了标准的RS-485／RS-232通讯接口及MODBUS-RTU通讯协议；EDA系列产品只要注:MODBUS是Modicon公司的注册商标。 l 例如：

寄存器大小 值 l

数据编码：

MODBUS使用最高有效字节在低地址存储的方式表示地址与数据项。即当发送多个字节时，首先发送最高有效字节。

16位 0x1234 发送的第一字节为 0x12 然后发0x34

通讯数据的类型及格式：

信息传输为异步方式，以字节为单位，每字节为10位的格式传输： 字格式（串行数据） 起始位 数据位 奇偶校验位 停止位

10位二进制 1位，0

8位，最低的有效位先发送 无

1位，1 功能码 1字节

数据区 N字节

CRC校验

16位CRC校验码（循环冗余码）

通讯数据（信息帧）格式： 数据格式： 地址码 数据长度： 1字节

数据字节： 1个字节由8位二进制数（8Bit）组成。

CRC校验： CRC生成后，低字节在前，高字节在后。 l

MODBUS-RTU的帧结构：

在RTU模式中，新的信息总是以至少3.5个字符的静默时间开始。紧接着传送第一个域:设备地址。

整帧的信息必须以一个连续的数据流进行传输。如果信息结束前存在超过1.5个字符以上的间隔时间，则出错。 一帧信息的标准结构如下：

开始 地址域 功能域 数据域 CRC校验 结束 T1-T2-T3-T4 8位 8位 n*8位 16位 T1-T2-T3-T4

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UnRegis简单地增加一套基于计算机（或工控机）的监控软件（如：组态王、FIX 等）就可构成一套电力监控系统。

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二、通讯信息传输过程：

当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，符合相应地址码的从机接收通讯命令，并根据功能码及相关要求读取信息，如果 CRC 校验无误，则执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、数据区及 CRC 校验码。如果 CRC校验出错则不返回任何信息。

l 地址码：

地址码是每次通讯信息帧的第一字节，从0 到 255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。同一总线系统内的每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。

l 功能码：

是每次通讯信息帧传送的第二个字节。MODBUS 通讯规约可定义的功能码为 1到 127。力创科技EDA系列模块／仪表／变送器仅用到其中的一部分功能码。 作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。

力创科技EDA系列MODBUS 部分功能码如下表： 功能码

01 02 03 05 06 0F 10

定 义

读开关量输出 OUT 读开关量输入 DI 读寄存器数据 写开关量输出 OUT 写单路寄存器 写多路开关量输出 写多路寄存器

操 作

读取一路或多路开关量输出状态数据

读取一路或多路开关量状态输入数（遥信） 读取一个或多个寄存器的数据

控制一路继电器“分/合”输出，遥控 把一组二进制数据写入单个寄存器 写一路或多路开关量输出（遥控） 把多组二进制数据写入多个寄存器

l 数据区：

输出、寄存器等等）、参考地址等。例如， 主机通过功能码03 告诉从机返回寄存器的值（包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机，地址和数据信息都不相

EDA系列模块／仪表／变送器采用 MODBUS－RTU 通讯规约，主机（PLC、RTU、PC 机、 DCS 等）利用通讯命令（功能码03），可以任意读取其数据寄存器（其数据信息表详见相应说明书）。一次最多可读取寄存器个数是100个。EDA91系列模块／仪表的数据寄存器存储的电量多达几百个（如：电流、电压、功率、0～31 次谐波分量、需量等），每个参数都是16 位（2 字节）的二进制数 据，并且高位在前； 同（可参照通讯信息表）。

l CRC校验：

细说明见后页；

MODBUS－RTU通讯协议的 CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。低字节在前，高字节在后。其详

l 静止时间要求：

在MODBUS-RTU模式中，发送数据前要求数据总线静止时间即无数据发送时间至少大于3.5个字符的时间（如波特率为9600时为3.6mS）; 整帧的信息必须以一个连续的数据流进行传输。如果信息结束前存在超过1.5个字符以上的间隔时间，则出错。

三、MODBUS 功能码简介：

3.1 功能码01（0x01）：读1路或多路开关量输出状态

例1：主机要读取地址为01，输出开关量第0～15路的共16路输出状态 主机发送的报文格式： 主机发送

字节数

发送信息 备注

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UnReg数据区包括需要由从机返回何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据（如：开关量输入/输出、模拟量输入/

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从机地址 1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 01 读开关量输出状态

起始位

2 0000 起始BIT位地址为0000 读开关量个数 2 0010 读取16路开关量输出状态 CRC码 2 3DC6 由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回信息 备注

从机地址 1 01 来至从机01

功能码 1 01 读开关量输出状态

数据长度 1 02 2个字节（16个BIT位）

OUT状态数据

1

02 00

第一个字节的BIT0位对应开关量开始地址的状态位； 第一个字节对应开关量7～0状态位；第二个字节对应开关量15～8状态位；返回数据0200表示第1路开关量输出为“1”，其余为“0”； CRC码 2 BC

由EDA模块计算得到的CRC码

例2：主机要读取地址为01，输出开关量2和3的输出状态（开关量0、1、2、3……） 主机发送的报文格式： 主机发送 字节数 发送信息 备注

从机地址 1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 01 读开关量输出状态

d起始位

2 0002 起始Bit位地址为0002 读开关量个数 2 0002 读取2路开关量输出状态 eCRC码 2 1C0B 由主机计算出的CRC码

r从机（EDA）响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回信息 备注

e从机地址 1 01 来至从机01

t功能码 1 01 读开关量输出状态

数据长度 1 01 1个字节（8si个BIT位）

OUT状态数据

1

02

g寄存器内容BIT0对应开关量输出2状态为“0”，BIT1对应开关量输出3状态为“1”；Bit7～2为用0填充的CRC码 2 D049

e6个剩余位；

由EDA模块计算得到的CRC码

3.2 功能码02（0x02）Rn：读1路或多路开关量输入状态 DI

例3：主机要读取地址为01，开关量DI0～15的输入状态 主机发送的报文格式： 主机发送 字节数 发送信息 备注

从机地址 U1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 02 读开关量输入状态

起始位

2 0000 起始BIT位地址为0000 读开关量个数 2 0010 读取16路开关量输入状态 CRC码 2

79C6

由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回信息 备注

从机地址 1 01 来至从机01

功能码 1 02 读开关量输入状态

数据长度 1 02 2个字节（16个BIT位）

DI状态数据

1

0200

第一个字节的BIT0位对应开关量开始地址的状态位；第一个字节对应开关量7～0状态位；第二个字节对应开关量15～8状态位；返回数据0200表示第1路开关量输入为“1”，其余为“0”； CRC码

2

B8D8

由EDA模块计算得到的CRC码

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例4：主机要读取地址为01，开关量DI1～3的输入状态 主机发送的报文格式： 主机发送 从机地址 功能码 起始位

读开关量个数 CRC码 从机响应 从机地址 功能码 数据长度 DI状态数据

字节数 1 1 2 2 2 字节数 1 1 1 1

发送信息 01 02 0001 0003 69CB 返回信息 01 02 01 02

备注

发送到地址为01的从机 读开关量输入状态

起始BIT位地址为0001 读取3路开关量输入状态 由主机计算出的CRC码

备注

来至从机01

读开关量输入状态

1个字节（8个BIT位）

数据02H的Bit2、Bit0对应开关量输入的DI3、DI1其状态为“0”， Bit1对应开关量输入的DI2其状态为“1”；（因命令是从开关量输入的第1位开始读取） Bit7～3为用0填充的5个剩余位； 由EDA模块计算得到的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：

3.3 功能码03（0x03）： 读多路寄存器

主机发送的报文格式： 主机发送 从机地址 功能码 起始地址 数据长度 CRC码 从机响应 从机地址 功能码 返回字节数 寄存器数据1 寄存器数据2 CRC码

字节数 1 1 2 2 2 字节数 1 1 1 2 2 2

发送信息 01 03 0106 0002 25F6 返回信息 01 03 04 2710 1388 FC14

例5：主机要读取地址为01，开始地址为0106H的2个从机寄存器数据

从机（EDA）响应返回的报文格式：

3.4 功能码05（0x05）：写1路开关量输出（遥控）

控制命令为：

“FF00”为输出开关量为“1”，即控制继电器“合”；“0000”为输出开关量为“0”，即控制继电器“分”。 例6：主机要控制地址为01，第0路开关量DO0（或继电器）“合” 主机发送的报文格式： 主机发送 从机地址 功能码 输出Bit位 控制命令 CRC码

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字节数 1 1 2 2 2

发送信息 01 05 0000 FF00 8C3A

备注

发送到地址为01的从机 写开关量输出状态

对应输出继电器BIT0位（DO0） 控制该路继电器输出为“合” 由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。

UnReg备注

发送到地址为01的从机 读取寄存器

起始地址为0106H

读取2个寄存器（共4字节） 由主机计算出的CRC码 备注

来至从机01 读取寄存器

2个寄存器共4字节

地址为0106寄存器的内容 地址为0107寄存器的内容 由EDA模块计算得到的CRC码

isteredCRC码 2 2049

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例7：主机要控制地址为01，第1路开关量DO1（或继电器）“分” 主机发送的报文格式： 主机发送 字节数 发送信息 备注

从机地址 1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 05 写开关量输出状态

输出Bit位 2 0001 对应输出继电器BIT1位（DO1） 控制命令 2 0000 控制该路继电器输出为“分” CRC码 2

9C0A

由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。

3.5 功能码06（0x06）：写单路寄存器

例8：主机要把数据1388，保存到1号从机地址为0001的寄存器中去。 主机发送的报文格式： 主机发送 字节数 发送信息 备注

从机地址 1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 06 写单路寄存器

起始地址 2 0001 要写入的寄存器地址 写入数据 2 1388 对应的写入数据

CRC码 2

D55C

由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。

d e

r3.6 功能码0F（0x0F）：写多路开关量输出（遥控）

例9：主机要控制地址为01，第0、2路继电器闭合，第1、3e主机发送的报文格式： t路继电器断开。

主机发送 字节数 发送信息 备注

s从机地址 1 01 发送到地址为i功能码 1 0F 起始位地址 2 0000 g01的从机 写多路开关量输出

输出数量 2 字节计数 1 e对应输出继电器起始BIT0位（DO0） 0004 控制DO0～DO3共4路继电器

01 1字节数；字节数N＝输出数量／8，若余数不等于0，输出数据 2 R则N=N+1。

05

Bit3～Bit0：0101为0、2路合，1、3路分；其他未CRC码 2

n使用位用0填充

FE95 由主机计算出的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：

从机响应 从机地址 U字节数 返回信息 备注

1 01 来至从机01

功能码 1 0F 写多路开关量输出

起始位地址 2 0000 对应输出继电器起始BIT0位（DO0） 输出数量 2 0004 控制DO0～DO3共4路继电器 CRC码 2

08

由EDA模块计算得到的CRC码

3.7 功能码10（0x10）：写多路寄存器

主机利用这个功能码把多个数据保存到EDA表的数据寄存器中去。 MODBUS 通讯规约中的寄存器指的是 16 位（即2字节），并且高位在前。

例10：主机要把0001，0014保存到地址为0002，0003 的从机寄存器中去（从机地址码为01）。 主机发送的报文格式： 主机发送 字节数 发送信息 备注

从机地址 1 01 发送到地址为01的从机 功能码 1 10 写多路寄存器

起始地址

2

0002

要写入的寄存器起始地址

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写寄存器数量 字节计数 保存数据1 保存数据2 CRC码 从机响应 从机地址 功能码 起始地址 写寄存器数量 CRC码

2 1 2 2 2 字节数 1 1 2 2 2

0002 04 0001 0014 23B9 返回信息 01 10 0002 0002 E008

要写入的寄存器个数 要写入的数据字节长度

数据0001写入地址为0002的寄存器 数据0014写入地址为0003的寄存器 由主机计算出的CRC码 备注

来至从机01 写多路寄存器

要写入的寄存器起始地址 要写入的寄存器个数

由EDA模块计算得到的CRC码

从机（EDA）响应返回的报文格式：

四、错误校验码（CRC 校验）：

使用MODBUS-RTU模式，消息包括了一基于CRC方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。

主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生加了系统的可靠性及通讯效率。

CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。 CRC 码的计算方法是：

错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃，这样增

CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的在进行 CRC 计算时只用 8 个数据位，起始位及停止位和奇偶校验位都不参与 CRC 计算。 1．预置1个全“1”的16位CRC寄存器（0xFFFF）（即全为1）;

果放于 CRC 寄存器的低8位；

2．把第一个 8 位二进制数据（既信息帧的第一个字节）与 16 位的CRC寄存器的低8位相异或（XOR），把结3．把 CRC 寄存器的内容右移一位（朝低位）,用0 填补最高位，并检查右移后的移出位；

4．如果移出位为1,则CRC寄存器与预置的值A001（1010 0000 0000 0001）异或一下; 如果移出位为0，则不

进行。

5．重复8 次步骤3和4，对整个8位数据全部进行处理； 6．重复按步骤2到5的方法，进行通讯信息帧的下一个字节处理；

7．将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到16位的CRC值； 8．CRC添加到消息中时，低字节先加入，然后高字节。

五、通讯错误信息及数据的处理：

当EDA系列模块／仪表／变送器 检测到除了CRC码出错以外的错误时，则向主机回送信息，功能码的最高位置

为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128 。以下的这些代码表明有意外的错误发生。

EDA从主机接收到的信息如有CRC错误，则将被EDA从机忽略。 EDA从机返送的错误码的格式如下（CRC 码除外）：

地址码： 1 字节

功能码： 1 字节（最高位为 1） 错误码： 1 字节 CRC 码：2 字节。 EDA 响应回送如下错误码：

81：非法的功能码。 接收到的功能码 EDA模块不支持。

82：读取非法的数据地址。 指定的数据位置超出EDA模块的可读取的地址范围。

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83：非法的数据值。 接收到主机发送的数据值超出EDA模块相应地址的数据范围。

附件：CRC 校验算法程序（直接计算）

function CalcCRC16(str: string): Word; procedure CRC16(Data: Byte); var

i: Integer; begin

Result := Result xor Data; begin

if ((Result and 1)=1) then

Result := (Result shr 1) XOR $A001 else

Result := Result shr 1; end; end; var

d i: Integer; begin

e Result := $FFFF; rfor i:=1 to Length(str) do e CRC16(Byte(str[i])); tend;

s i

geRnUhttp://WWW.SDLCKJ.COM Tel: 0634-6251393,6251397 Page 7 of 7