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Modbus ASCII通讯协议格式详解

时间:2024-03-27浏览:1170

一、Modbus协议概述

Modbus协议是一种串行通讯协议,广泛应用于工业控制系统中的设备之间的通讯。它采用主从通讯模式,即一个主设备可以与多个从设备进行通讯。Modbus协议具有简单、可靠、易于实现等特点,因此在工业自动化领域得到了广泛应用。

Modbus协议的基本原理是通过主设备发送请求帧给从设备,从设备接收到请求帧后,根据请求帧中的功能码执行相应的操作,并将结果以响应帧的形式返回给主设备。通过这种方式,主设备可以实现对从设备的监控和控制。

在工业控制系统中,Modbus协议的应用非常广泛。它可以用于连接各种传感器、执行器、控制器等设备,实现数据的采集、传输和处理。同时,Modbus协议还支持多种数据传输方式,包括ASCII、RTU和TCP等,可以满足不同场景下的需求。

二、Modbus ASCII协议详解


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(图源网络,侵删)

Modbus ASCII协议是Modbus协议的一种形式,它采用ASCII字符进行数据传输。下面我们将详细解析Modbus ASCII协议的工作原理、帧格式以及CRC校验等方面。

工作原理和数据传输方式

Modbus ASCII协议的工作原理与Modbus协议基本相同,也是采用主从通讯模式。主设备发送请求帧给从设备,从设备根据请求帧中的功能码执行相应操作,并将结果以响应帧的形式返回给主设备。

在数据传输方式上,Modbus ASCII协议采用ASCII字符进行传输。每个字符由两个十六进制数表示,例如字符'A'由'41'表示。这种传输方式使得Modbus ASCII协议具有较好的可读性,方便调试和排查问题。

帧格式解析

Modbus ASCII协议的帧格式包括起始符、设备地址、功能码、数据位和结束符等部分。起始符用于标识帧的开始,设备地址用于指定目标从设备的地址,功能码用于指定要执行的操作类型,数据位用于传输实际的数据内容,结束符用于标识帧的结束。

具体来说,Modbus ASCII协议的帧格式如下:

起始符:由冒号':'表示,占一个字节。

设备地址:由两个ASCII字符表示,占两个字节。地址范围是01-99或A0-FF。

功能码:由两个ASCII字符表示,占两个字节。功能码用于指定要执行的操作类型,如读取线圈状态、写入单个寄存器等。

数据位:根据功能码的不同,数据位的长度和内容也会有所差异。数据位用于传输实际的数据内容,可以是寄存器地址、数据值等。

CRC校验码:由两个ASCII字符表示,占两个字节。CRC校验码用于检验帧的完整性,确保数据在传输过程中没有被篡改或丢失。

结束符:由回车和换行符' '表示,占两个字节。

CRC校验在Modbus ASCII协议中的作用和实现方法

CRC校验在Modbus ASCII协议中起着至关重要的作用。它通过对帧中的数据进行计算,生成一个校验码,并将其附加在帧的末尾。接收方在接收到帧后,会重新计算数据的CRC校验码,并与帧中附带的校验码进行比对。如果两者一致,则说明数据在传输过程中没有发生错误;如果不一致,则说明数据出现了错误,需要进行相应的处理。

CRC校验的实现方法一般采用多项式除法的方式。发送方将帧中的数据作为被除数,与一个预定义的多项式进行除法运算,得到的余数即为CRC校验码。接收方同样使用相同的多项式进行除法运算,并比较得到的余数是否与帧中附带的校验码一致。

三、Modbus ASCII协议通讯流程分析

Modbus ASCII协议的通讯流程主要包括主从通讯的流程和原理,以及数据的传输顺序和过程。

主从通讯的流程和原理

在Modbus ASCII协议中,主设备负责发起通讯请求,从设备则负责响应请求并返回数据。主设备通过发送请求帧给从设备,指定要执行的操作和从设备的地址。从设备在接收到请求帧后,会根据其中的功能码执行相应的操作,并将结果以响应帧的形式返回给主设备。主设备在接收到响应帧后,会对数据进行处理和应用。

数据的传输顺序和过程

在Modbus ASCII协议的通讯过程中,数据的传输顺序和过程严格按照帧格式进行。首先,主设备发送请求帧给从设备,包括起始符、设备地址、功能码和数据位等信息。然后,从设备接收到请求帧后,进行解析并执行相应的操作。执行完毕后,从设备将结果以响应帧的形式发送回主设备,响应帧同样包含起始符、设备地址、功能码和数据位等信息,并附加CRC校验码以确保数据的完整性。最后,主设备接收到响应帧后,进行CRC校验并提取数据内容进行处理。

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