Modbus協議使用常見問題分析

Modbus協議最初由Modicon公司開發出來，是針對PLC設備設計的基于串行總線的主從模式的應用層總線設備協議。ModbusTCP是封裝在TCP包內的Modbus協議，雖然有一些變化，但是根本上還是主從模式。
隨著嵌入式技術的發展，國內很多系統的控制和采集單元部分為公司自主研發，一般建議這些公司的串行通訊協議采用Modbus協議，很多用戶在modbus協議存在著理解錯誤，現在分析如下：
一、modbus的保持和輸入寄存器是以word（16bit）為單位的。
比如4****（保持寄存器/輸出寄存器）和3****（輸入寄存器）是以字為單位的。所以，如果讀40001寄存器開始的一個16位的無符號數，那么返回2個Byte，并可以從40002開始讀下一個16位的無符號數。
但是，如果讀40001寄存器開始的一個32位浮點數，那么，返回4個Byte，而且，下一個32位浮點數必須從40003開始。
常見問題：
1）、將40001定義為一個Byte的數據；
2）、將40001定義為32位浮點數，40002為下一個32位浮點數。
二、寄存器最小地址為1，而報文起始地址為0。
在數據報文中,所有的modbus地址都是從0開始的。也就是首次出現的數據項在報文中的地址為0。比如：
1.在控制器中，“線圈1”在Modbus報文的地址域中的地址為00 00。
2.線圈127的十六進制報文地址為007E hex（十進制的126）
3.保持寄存器40001的報文地址為00 00。因為報文功能碼明確要操作“保持寄存器”，所以，協議就以“4XXXX”代表這個寄存器。
4.保持寄存器40108的報文地址為006B hex (十進制107）
總之，Modbus地址一般指4****（保持寄存器/輸出寄存器）和3****（輸入寄存器），這時應用層面的：
比如設備說明書可以簡要說明設備支持Modbus RTU標準協議，并詳細描述其地址對應關系為：40001 --  模擬量采集通道1，16位有符號數，.....。比如組態軟件的地址設置，一般為輸出寄存器，從地址1開始，連續多少個?；蛘咧该?/span>400001：16位有符號數。但是，在數據報文層面，寄存器起始地址從0開始。
數據報文包括：設備地址+功能碼+起始地址+寄存器個數+校驗位。其中，起始地址是從0開始的。

舉例說明：從設備17讀40001開始的2個寄存器數據的報文

設備地址功能碼起始地址寄存器個數校驗
11              03          00 00         00 02              --

常見問題：
1、使用和定義40000地址；
2、分析報文時，直接將報文起始地址當作應用層寄存器地址。
3、Modbus的寫寄存器命令的不同。
常用Modbus寄存器有：線圈（Coil）、輸入（Input）、保持寄存器（Holding Registers）和輸入寄存器（Input Registers）。
從Modbus設備角度看，輸入是上位機采集Modbus設備的信息，也就是這些寄存器是只讀的，所以，Modbus協議沒有寫輸入（Input）和輸入寄存器（Input Registers）的命令。

線圈（Coil）是狀態量，對應Modbus設備的開關量輸出（DO），保持寄存器（Holding Registers）是模擬量，對應Modbus設備模擬量輸出（AO），這些寄存器需要Modbus設備的上位機進行設置，也就是為可以寫的寄存器。

在Modicon_Modbus協議協議中，寫線圈（Coil）和保持寄存器（Holding Registers）都有兩種寫命令：
1）、寫單個寄存器：
置單線圈（Force Single Coil）功能碼05（0x05）
寫單個寄存器（Preset Single Holding Register）功能碼06（0x06）
2）、寫多個寄存器
寫多線圈（Force Multiple Coils）功能碼15（0x0F）
寫多個寄存器（Preset Multiple Registers）功能碼16（0x10）