MODBUS ASCII傳輸模式介紹

前面2期我們學(xué)習(xí)了，第一篇MODBUS協(xié)議基本介紹，第二篇MODBUS RTU傳輸模式介紹，今天我們來研究第三篇MODBUS ASCII傳輸模式介紹。

第三篇 MODBUS ASCII傳輸模式介紹

當(dāng) Modbus 串行鏈路的設(shè)備被配置為使用 ASCII（American Standard Code For Information Interchange）模式通信時，報文中的每個 8 位字節(jié)以兩個 ASCII 字符發(fā)送。當(dāng)通信鏈路或者設(shè)備無法符合 RTU 模式的定時管理時使用該模式。

注：由于一個字節(jié)需要兩個字符，此模式比 RTU 效率低。

例：字節(jié) 0x5B 會被編碼為兩個字符：0x35 和 0x42（ASCII 編碼 0x35=”5”，0x42=”B”）。

ASCII模式每個字節(jié)（10位）的格式

1.編碼系統(tǒng)：十六進(jìn)制，ASCII字符 0-9，A-F，報文中每個 ASCII 字符含有 1 個十六進(jìn)制字符。

2.每字節(jié) bit 流：1 起始位、7 數(shù)據(jù)位，首先發(fā)送最低有效位、1 位奇偶檢驗、1 停止位。

奇偶校驗是要求的，其它模式（奇校驗，無校驗）也可以使用。為了保證與其它產(chǎn)品最大的兼容性，同時支持無校驗?zāi)Ｊ绞墙ㄗh的。默認(rèn)校驗?zāi)Ｊ奖仨殲榕夹ｒ灐?/p>

字符是如何串行傳送的：

每個字符或字節(jié)均由此順序發(fā)送（從左到右）：最低有效位（LSB）…最高有效位（MSB）。

ASCII模式位序列

設(shè)備配置為奇校驗、偶校驗或無校驗都可以接受。如果是無奇偶校驗，將傳送一個附加的停止位以填充字符幀：

ASCII模式位序列（無校驗的特殊情況）

幀檢驗域：

縱向冗余校驗（LRC-Longitudinal Redundancy Checking）。

Modbus ASCII報文幀

由發(fā)送設(shè)備將 Modbus 報文構(gòu)造為帶有已知起始和結(jié)束標(biāo)記的幀。這使設(shè)備可以在報文的開始接收新幀，并且知道何時報文結(jié)束。不完整的報文必須能夠被檢測到而錯誤標(biāo)志必須作為結(jié)果被設(shè)置。

報文幀的地址域含有兩個字符。

在ASCII模式，報文用特殊的字符區(qū)分幀起始和幀結(jié)束。一個報文必須以一個‘冒號’（：）（ASCII 十六進(jìn)制 3A）起始，以‘回車-換行’（CR LF）對（ASCII十六進(jìn)制0D和0A）結(jié)束。

注：LF 字符可以通過特定的 Modbus 應(yīng)用命令改變。

對于所有的域，允許傳送的字符為十六進(jìn)制 0-9，A-F（ASCII 編碼）。設(shè)備連續(xù)的監(jiān)視總線上‘冒號’字符。當(dāng)收到這個字符后，每個設(shè)備解碼后續(xù)的字符一直到幀結(jié)束。

報文中字符間的時間間隔可以達(dá)1秒。如果有更大的間隔，則接收設(shè)備認(rèn)為發(fā)生了錯誤。

ASCII報文幀

注：每個字符字節(jié)需要用兩個字符編碼。因此，為了確保ASCII 模式和 RTU模式在 Modbus 應(yīng)用級兼容，ASCII 數(shù)據(jù)域最大長度為（2x252）是 RTU 數(shù)據(jù)域（252）的兩倍。

必然的，Modbus ASCII 幀的最大尺寸為 513 個字符。

ASCII 報文幀的要求在下面的狀態(tài)圖中綜合?！爸髟O(shè)備”和“從設(shè)備”的不同角度均在相同的圖中表示。

ASCII傳輸模式狀態(tài)圖

1.“空閑”態(tài)是沒有發(fā)送和接收報文要處理的正常狀態(tài)。

2.每次接收到“：”字符表示新的報文的開始。如果在一個報文的接收過程中收到該字符。則當(dāng)前地報文被認(rèn)為不完整并被丟棄。而一個新的接收緩沖區(qū)被重新分配。

3.檢測到幀結(jié)束后，完成LRC 計算和校驗，然后分析地址域以確定幀是否發(fā)往此設(shè)備，如果不是，則丟棄此幀。為了減少接收處理時間，地址域可以在一接到就分析，而不需要等到整個幀結(jié)束。

LRC校驗

在 ASCII 模式，包含一對全部報文內(nèi)容執(zhí)行的，基于縱向冗余校驗（LRC-Longitudinal Redundancy Checking）算法的錯誤檢驗域。LRC 域檢驗不包括起始“冒號”和結(jié)尾 CRLF 對的整個報文的內(nèi)容。不關(guān)報文有無奇偶校驗，均執(zhí)行此檢驗。

LRC 域為一個字節(jié)，包含一個8 位二進(jìn)制值。LRC 值由發(fā)送設(shè)備計算，然后將 LRC 附在報文后面。接收設(shè)備在接收報文時重新計算 LRC 的值，并將計算結(jié)果于實際接收到的 LRC 值相比較，如果兩個值不相等，則為錯誤。

LRC 的計算，對報文中的所有的連續(xù) 8 位字節(jié)相加，忽略任何進(jìn)位，然后求出其二進(jìn)制補碼。執(zhí)行檢驗針對不包括起始“冒號”和結(jié)尾 CRLF 對的整個 ASCII報文域的內(nèi)容。在 ASCII 模式，LRC 的結(jié)果被ASCII 編碼為兩個字節(jié)并放置于 ASCII模式報文幀的結(jié)尾，CRLF 之前。

簡單代碼如下: