STM32：Modbus通信协议核心解析：关键通信技术

知识点1【 Modbus通信】

1、Modbus的概述

Modbus是OSI模型第七层的应用层报文传输协议

协议：说明有组包和解包的过程

2、通信机制

Modelbus是一个请求/应答协议

通信机制：主机轮询，从机应答 的机制。每个从设备有唯一的地址 ，主设备通过地址指定通信对象。

轮询：在通信或控制系统中，由主设备主动 发送，周期性 地向从设备发起请求并获取数据的机制。

特点

（1）系统中只有一个主机：主机通信

（2）系统中的从机不可以主动向主机发送数据

（3）系统上电后，所有的主从设备都应该处于 监听总线的状态，也就是接收状态

（4）如果要发起一次通信，必须从主机的主动发起

通信流程

（1）主机首先切换成发送模式，发送数据包

（2）马上转成接收模式

3、Modbus报文格式

缩略语

报文介绍（重点）

地址域：从设备的ID号 1Byte

功能码：执行的具体操作 1Byte

数据域：发送或者接收的有效数据 252Byte

差错校验：判断数据传输是否正确 2Byte

异常响应

这段话，中我们可以看到异常响应，那什么是异常响应，如何区分异常响应和正确响应呢？

异常响应概述

服务器（从设备） 向 客户端（主设备） 返回的错误通知，用于指示请求无法撑场处理

异常响应的辨别

功能码为原功能码 + 0x80 （即最高位置1），范围为128-255（十进制）

通信的架构图

（1）正确的响应

（2）错误的相应

知识点2【功能码】

功能码分为三类

1、公共功能码

2、用户定义功能码：

3、保留功能吗：

其中最常用的也就是公共功能码

常用功能码介绍

1、0x01：可读可写 按照bit操作

请求格式：

从站地址 | 0x01 | 起始地址高位 | 起始地址低位 | 寄存器数量高位 | 寄存器数量低位 | CRC
响应格式：

从站地址 | 0x01 | 数据字节数 | 线圈状态（按位打包） | CRC
示例：

读取地址0x0000开始的5个线圈状态，返回值为0x15（二进制00010101，表示线圈0-4的状态为ON、OFF、ON、OFF、ON）。

2、0x02：只读按照bit操作

请求格式：

从站地址 | 0x02 | 起始地址高位 | 起始地址低位 | 输入数量高位 | 输入数量低位 | CRC
响应格式：

从站地址 | 0x02 | 数据字节数 | 离散输入状态（按位打包） | CRC
示例：

读取地址0x0002开始的3个离散输入，返回0x05（二进制00000101，表示输入2-4的状态为ON、OFF、ON）。

3、0x03：读保持寄存器，按照寄存器读取

请求格式：

从站地址 | 0x03 | 起始地址高位 | 起始地址低位 | 寄存器数量高位 | 寄存器数量低位 | CRC
响应格式：

从站地址 | 0x03 | 数据字节数 | 寄存器值（每寄存器2字节） | CRC
示例：

读取地址0x000A开始的2个保持寄存器，返回值为0x00FF和0x1234。

4、0x06：写按照寄存器操作

请求格式：

从站地址 | 0x06 | 寄存器地址高位 | 寄存器地址低位 | 写入值高位 | 写入值低位 | CRC
响应格式：

从站地址 | 0x06 | 寄存器地址高位 | 寄存器地址低位 | 写入值高位 | 写入值低位 | CRC（与请求相同，表示操作成功）
示例：

向地址0x0001写入值0xABCD，请求与响应报文一致。

5、0x16：写入多个寄存器

请求格式：

从站地址 | 0x10 | 起始地址高位 | 起始地址低位 | 寄存器数量高位 | 寄存器数量低位 | 字节数 | 寄存器值列表（每值2字节） | CRC
响应格式：

从站地址 | 0x10 | 起始地址高位 | 起始地址低位 | 寄存器数量高位 | 寄存器数量低位 | CRC
示例：

向地址0x0000写入两个寄存器值0x1234和0x5678，请求中包含字节数0x04和值列表。