Modbus 協(xié)議可以走串口，可以走網(wǎng)口。

我們就先以Modbus RTU為主，畢竟Modbus RTU用的實(shí)在太多了。

其實(shí)只要把Modbus RTU掌握了，理解了，其它衍生出來(lái)的協(xié)議，自然也就理解了。

那Modbus 協(xié)議長(zhǎng)啥樣呢。

我們先來(lái)直接看一組數(shù)據(jù)。

主站發(fā)送：01 03 00 14 00 01 C4 0E

從站回復(fù)：01 03 02 00 63 F8 6D

好，不管你有沒(méi)有學(xué)過(guò)Modbus協(xié)議，我們先假裝看懂了上面的報(bào)文。

我們進(jìn)入情景中。

現(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)HMI。

還有一個(gè)PLC。

PLC接了100個(gè)燈，100個(gè)門(mén)，100個(gè)稱。

“誰(shuí)家PLC會(huì)接這么多個(gè)燈，接這么多稱呀?！?/p>

“你管的著么，雙十一打折，多買(mǎi)了幾個(gè)不行呀。”

那燈的數(shù)據(jù)呢，就只有開(kāi)還是關(guān)。也就是非0即1了。是開(kāi)關(guān)類(lèi)型。

那稱的數(shù)據(jù)呢，如果單位是克，那可以是0到9999克，比如，這個(gè)稱只能稱到9999克上限。

那HMI通過(guò)Modbus協(xié)議，理應(yīng)可以讀到100個(gè)燈里，任意一個(gè)或者連續(xù)幾個(gè)燈的數(shù)據(jù)。

也可以讀一個(gè)稱或者連續(xù)幾個(gè)稱的數(shù)據(jù)。

也就是報(bào)文上，要能把這些表現(xiàn)出來(lái)。

比如HMI想讀第20個(gè)稱的數(shù)據(jù)，只讀一個(gè)。

那20，也就是十六進(jìn)制0x14。

讀一個(gè)，1，也就是0x01 。

我們看一下報(bào)文。

01 03 00 14 00 01 C4 0E。

真的有14 這個(gè)字節(jié)。

但是是00 14 呢還是14 00 還是14 呢。

如果只有一個(gè)字節(jié)，只能表示0到255。不行，數(shù)量太少了，肯定不夠。那必須兩個(gè)字節(jié)表示。

所以，0014就是第20個(gè)稱。也就是我們所說(shuō)的地址了。

這么乍一看，好像只需要三個(gè)字段，就可以表示HMI所需要讀的數(shù)據(jù)了。

確實(shí)也是呀。HMI只是想讀一個(gè)稱的數(shù)據(jù)，沒(méi)必要發(fā)其它不相關(guān)的數(shù)據(jù)的呀。

“HMI可以連接多個(gè)PLC嘛，怎么連接？”

“HMI可以通過(guò)485，接幾個(gè)PLC的哦?！?/p>

“可是我要怎么知道我要讀哪個(gè)PLC的數(shù)據(jù)呢”

“這樣吧，我們給不同的PLC起一個(gè)編號(hào)，也就是站號(hào)，這樣就可以了。”

“那Modbus協(xié)議上，我是不是也帶這個(gè)站號(hào)呢。”

“是的，我們?cè)贛odbus上面加個(gè)站號(hào)就是行了。這樣，如果PLC收到的報(bào)文，是自己的站號(hào)的，就回復(fù)，不是自己站號(hào)的，就不要回復(fù)，就解決了呀?！?/p>

“嗯，好辦法。那就用第一個(gè)字節(jié)表示吧?！?/p>

這樣，一個(gè)Modbus RTU協(xié)議，就此誕生了。

我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)總結(jié)看一下，這個(gè)modbus 協(xié)議，大概就五個(gè)參數(shù)。

我們每個(gè)字段開(kāi)始聊一下。

第一個(gè)字段，就是站號(hào)。

主設(shè)備是沒(méi)有站號(hào)的。只有從設(shè)備有站號(hào)。

為什么主設(shè)備沒(méi)有站號(hào)呢。

主要是因?yàn)樵谝粋€(gè)modbus 通信里，有且只能有一個(gè)主站。只有主站才能主動(dòng)發(fā)報(bào)文，從設(shè)備接到報(bào)文再判斷是否要回復(fù)。

那從設(shè)備是否只能一個(gè)呢。

如果是接到485總線上面，從站就可以有多個(gè)了。一般建議不超過(guò)32個(gè)。這個(gè)梗下期會(huì)聊的。

主設(shè)備要訪問(wèn)哪個(gè)設(shè)備的時(shí)候呢，就根據(jù)站號(hào)來(lái)區(qū)分了。

不過(guò)，有時(shí)候呢，如果需要同時(shí)操作多個(gè)從設(shè)備，比如，想讓10個(gè)從設(shè)備同時(shí)開(kāi)燈，怎么做比較合適呢。

逐個(gè)發(fā)送寫(xiě)請(qǐng)求，那效率就有點(diǎn)慢了。

于是就有廣播站號(hào)的概念了。站號(hào)0代表廣播站號(hào)，當(dāng)主站對(duì)站號(hào)0進(jìn)行寫(xiě)操作的時(shí)候，所有的從設(shè)備收到命令之后，一般只執(zhí)行，不回復(fù)。

第二個(gè)字段，是功能碼。

這個(gè)功能碼呢，我們換一個(gè)角度去講解。

我們回歸到協(xié)議本身，這個(gè)協(xié)議主要就是用于通信，采集和控制的。那采集什么數(shù)據(jù)呢。

就是位變量和數(shù)值變量。有只讀的，可讀可寫(xiě)的。

其實(shí)到這里，我們基本就把modbus協(xié)議掌握了。

modbus ascii和modbus tcp 也離不了這幾個(gè)參數(shù)。

一般來(lái)說(shuō)新手只要了解到這里，基本可以了。modbus 就算是入門(mén)了。

至于是要繼續(xù)還是從入門(mén)到放棄，就看緣分了。

筆者從事物聯(lián)網(wǎng)以來(lái)，接觸的設(shè)備支持modbus的，不在少數(shù)?？梢哉f(shuō)，99%就只用到前面介紹的內(nèi)容，真的不能更多了。

所以，本文就不再深入講解modbus rtu更多的功能碼和內(nèi)容了。

國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的PLC，還有各種單片機(jī)做出來(lái)的控制器，基本也就圍繞0X，1X，4X，3X功能碼的這幾個(gè)功能碼。

所以當(dāng)你網(wǎng)上搜索出來(lái)各種中英文介紹Modbus 協(xié)議，講一大堆，不知道哪些要看，哪些不要看。筆者的經(jīng)驗(yàn)告訴我，不需要全都了解。

我們先看看讀的。

位寄存器比較特殊，8個(gè)位占一個(gè)字節(jié)。在Modbus回復(fù)的數(shù)據(jù)里，并不是用一個(gè)字節(jié)表示一個(gè)位寄存器。而是用一個(gè)位，表示一個(gè)位寄存器。

這樣讀20個(gè)寄存器，就需要3個(gè)字節(jié)了。

這樣從站回復(fù)的數(shù)據(jù)就是FF FF 0F了。

也就是從站是至少一個(gè)字節(jié)起回復(fù)，不夠一個(gè)字節(jié)的位，按一個(gè)字節(jié)回復(fù)。

大概的公式就是 位寄存器個(gè)數(shù)/8 得到字節(jié)個(gè)數(shù)，然后再看是否整除，如果不整除，有余數(shù)，則再補(bǔ)一個(gè)寄存器。

20/8=2，然后有余數(shù)，余數(shù)是4。所以是三個(gè)字節(jié)。最后一個(gè)字節(jié)，只取低4位有效。

4.[功能碼02]讀1X寄存器，地址10，讀16個(gè)寄存器

總結(jié)起來(lái)，Modbus協(xié)議，也就常見(jiàn)8種功能碼。由于多寫(xiě)可以兼容單寫(xiě)，甚至有的控制器，直接去掉單寫(xiě)命令，用多寫(xiě)實(shí)現(xiàn)，這樣就只有6種功能碼了。