Modbus通訊協(xié)議入門學(xué)習(xí)

Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。Modbus 協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，如果回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

Modbus 是一個(gè)請(qǐng)求/應(yīng)答協(xié)議

Modbus

以下是要分解的Modbus熱圖

Modbus消息幀

了解了它，會(huì)使你對(duì)串口通信有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)！

通用消息幀

ASCII消息幀 (在消息中的每個(gè)8Bit 字節(jié)都作為兩個(gè)ASCII字符發(fā)送)

十六進(jìn)制，ASCII字符0...9，A...F

消息中的每個(gè)ASCII字符都是一個(gè)十六進(jìn)制字符組成

每個(gè)字節(jié)的位

1個(gè)起始位

n個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送

1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，無(wú)校驗(yàn)則無(wú)

1個(gè)停止位（有校驗(yàn)時(shí)），2個(gè)Bit（無(wú)校驗(yàn)時(shí)）

錯(cuò)誤檢測(cè)域

LRC(縱向冗長(zhǎng)檢測(cè))

RTU消息幀

8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制數(shù)0...9，A...F

消息中的每個(gè)8位域都是一個(gè)兩個(gè)十六進(jìn)制字符組成

每個(gè)字節(jié)的位

1個(gè)起始位

8個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送

1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，無(wú)校驗(yàn)則無(wú)

1個(gè)停止位（有校驗(yàn)時(shí)），2個(gè)Bit（無(wú)校驗(yàn)時(shí)）

錯(cuò)誤檢測(cè)域

CRC(循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè))

CRC校驗(yàn)

public static string CRCCheck(string val)
        {
            val = val.TrimEnd(' ');            string[] spva = val.Split(' ');            byte[] bufData = new byte[spva.Length + 2];
            bufData = ToBytesCRC(val);            ushort CRC = 0xffff;            ushort POLYNOMIAL = 0xa001;            for (int i = 0; i < bufData.Length - 2; i++)
            {
                CRC ^= bufData[i];                for (int j = 0; j < 8; j++)
                {                    if ((CRC & 0x0001) != 0)
                    {
                        CRC >>= 1;
                        CRC ^= POLYNOMIAL;
                    }                    else
                    {
                        CRC >>= 1;
                    }
                }
            }            return Maticsoft.DBUtility.HLConvert.ToHex(System.BitConverter.GetBytes(CRC));
        }        /// 
        /// 例如把如下字符串轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組        /// AA AA AA AA 0A 00 68 00 06 03 04 54 21 28 22 E5 F3 16 BB BB BB BB   轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組        /// 
        /// 十六進(jìn)制字符串
        /// 
        public static byte[] ToBytesCRC(string hex)
        {            string[] temp = hex.Split(' ');            byte[] b = new byte[temp.Length + 2];            for (int i = 0; i < temp.Length; i++)
            {
                b[i] = Convert.ToByte(temp[i], 16);
            }            return b;
        }        /// 
        /// 將字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制字符串，中間用 “ ”分割 如：AA AA AA AA 0A 00 68 00 06 03 04 54 21 28 22 E5 F3 16 BB BB BB BB        /// 
        /// 要轉(zhuǎn)換的字節(jié)數(shù)組
        /// 
        public static String ToHex(byte[] vars)
        {            return BitConverter.ToString(vars).Replace('-', ' ').Trim();
        }

CS校驗(yàn)(累加和)

public static string CSCheck(string str)
        {            if (str.Length == 0) return "";            else str = str.Trim();            byte[] sss = ToBytes(str);            int n = 0;            for (int i = 0; i < sss.Length; i++)
            {
                n += sss[i];
            }            return ToHex(n);
        }        /// 
        /// AB CD 12 3B     轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組        /// 
        /// 十六進(jìn)制字符串
        /// 
        public static byte[] ToBytes(string hex)
        {            string[] temp = hex.Split(' ');            byte[] b = new byte[temp.Length];            for (int i = 0; i < temp.Length; i++)
            {                if (temp[i].Length > 0)
                    b[i] = Convert.ToByte(temp[i], 16);
            }            return b;
        }        /// 
        /// 轉(zhuǎn)換為符合本程序的十六進(jìn)制格式        /// 
        /// 1 2 3 等。
        /// 返回十六進(jìn)制字符串，如果是1-9的話，前面帶零
        /// 例如: 5  ="05"  12 ="0C" 無(wú)論何時(shí)，都是兩位數(shù)。  
        public static string ToHex(int var)
        {            int cs = var;            string tmp = "";            if (cs == 0) { tmp = "00"; }            while (cs > 0)
            {                int ys;
                cs = Math.DivRem(cs, 256, out ys);
                tmp = tmp.Insert(0, string.Format(" {0}", Right("00" + Convert.ToString(ys, 16), 2).ToUpper()));
            }            return tmp.Trim();
        }        public static string Right(string str, int Length)
        {            if ((Length <= 0) || (str == null))
            {                return "";
            }            int length = str.Length;            if (Length >= length)
            {                return str;
            }            return str.Substring(length - Length, Length);
        }

)

LRC校驗(yàn)(LRC錯(cuò)誤校驗(yàn)用于ASCII模式)

/// 
        /// 取模FF(255)        /// 取反+1        /// 
        /// 
        /// 
        public static string LRCheck(string writeUncheck)
        {            char[] hexArray = new char[writeUncheck.Length];
            hexArray = writeUncheck.ToCharArray();            int decNum = 0, decNumMSB = 0, decNumLSB = 0;            int decByte, decByteTotal = 0;            bool msb = true;            for (int t = 0; t <= hexArray.GetUpperBound(0); t++)
            {                if ((hexArray[t] >= 48) && (hexArray[t] <= 57))

                    decNum = (hexArray[t] - 48);                else if ((hexArray[t] >= 65) & (hexArray[t] <= 70))
                    decNum = 10 + (hexArray[t] - 65);                if (msb)
                {
                    decNumMSB = decNum * 16;
                    msb = false;
                }                else
                {
                    decNumLSB = decNum;
                    msb = true;
                }                if (msb)
                {
                    decByte = decNumMSB + decNumLSB;
                    decByteTotal += decByte;
                }
            }

            decByteTotal = (255 - decByteTotal) + 1;
            decByteTotal = decByteTotal & 255;            int a, b = 0;            string hexByte = "", hexTotal = "";            double i;            for (i = 0; decByteTotal > 0; i++)
            {
                b = Convert.ToInt32(System.Math.Pow(16.0, i));
                a = decByteTotal % 16;
                decByteTotal /= 16;                if (a <= 9)
                    hexByte = a.ToString();                else
                {                    switch (a)
                    {                        case 10:
                            hexByte = "A";                            break;                        case 11:
                            hexByte = "B";                            break;                        case 12:
                            hexByte = "C";                            break;                        case 13:
                            hexByte = "D";                            break;                        case 14:
                            hexByte = "E";                            break;                        case 15:
                            hexByte = "F";                            break;
                    }
                }
                hexTotal = String.Concat(hexByte, hexTotal);
            }            return hexTotal;
        }        public void LRCheck(byte[] code)
        {            int sum = 0;            foreach (byte b in code)
            {
                sum += b;
            }
            sum = sum % 255;//取模FF(255)
            sum = ~sum + 1;//取反+1
            string lrc = Convert.ToString(sum, 16);            return lrc;
        }

自定義Modbus數(shù)據(jù)表

自定義Modbus數(shù)據(jù)表例子：

設(shè)備相關(guān)讀取信息:

命令報(bào)文信息解析:

自定義Modbus數(shù)據(jù)表定義注意

串口調(diào)試工具

串口調(diào)試工具的使用.

串口調(diào)試工具 + RS485 就可以讀取硬件上的數(shù)據(jù)，和向硬件請(qǐng)求了，如何使用請(qǐng)看“調(diào)試篇”會(huì)有詳細(xì)的說(shuō)明。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手:

調(diào)試助手主要還是TCP協(xié)議通訊的一個(gè)調(diào)試工具