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RTU采集模块 单片机开发,采用MODBUS通讯协议

日期:2019-12-08 01:40
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摘要:RTU 采集模块 单片机开发采用MODBUS通讯协议 一、概述 Modbus 协议是应用于RTU 采集模块,单片机开发上的一种通用通讯协议。通过此协议,采集模块相互之间、采集模块经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。 此协议定义了一个控制模块能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了...

单片机开发应用中MODBUS协议
       此协议定义了一个智能采集模块认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
       当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
       1、单片机开发在Modbus网络上转输
       标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。
       主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
       从设备回应消息也由Modbus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。
       2、在其它类型网络上转输
       在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
      在消息位,Modbus协议仍提供了主—从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息,它只是作为主设备,并期望从设备得到回应。同样,当控制器接收到一消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
     Modbus是Modicon公司为其采集模块与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。
     Modbus通讯方式采用主从方式的查询-相应机制,只有主站发出查询时,从站才能给出响应,从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询,也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询,而不响应广播消息。
     Modbus的串行口的通讯参数(如波特率、奇偶校验)可由用户选择。

二、MODBUS协议传送方式
      ModBus通讯协议分为RTU协议和ASCII协议,我公司的多种仪表都采 ModBus RTU通讯协议,如:IO智能控制器,温湿度采集传感器,二氧化碳传感器等下面就ModBus RTU协议简要介绍如下:

     通讯传送方式
     通讯传送分为独立的信息头,和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容:

编 码 

8位二进制 

起始位

1位

数据位

8位

奇偶校验位

1位(偶校验位)

停止位

1位

错误校检

CRC(冗余循环码)

       初始结构 = ≥4字节的时间
       地址码 = 1 字节
       功能码 = 1 字节
       数据区 = N 字节
       错误校检 = 16位CRC码
       结束结构 = ≥4字节的时间


      地址码地址码为通讯传送的**个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯壹的地址码,并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址,而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

      功能码通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送,通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应,从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样,并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的*高位为1(比如功能码大与此同时127),则表明从机没有响应操作或发送出错。

      数据区:数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。

      CRC码:二字节的错误检测码。