内容
1.Modbus定义：
是一种串行通信协议，一开始是为使用PLC（即可编程逻辑控制器）设备通信而发表，已成为工业上通信协议的标准，是工业电 子设备间常用连接方式。
2.Modbus协议组成：
包括RTU、ASCII、TCP三种模式，其中RTU模式（即Modbus-RTU）最常用。
3.协议定义：
所谓协议，就是互相之间的约定。如果不让别人知道那就是暗号。
4.协议定义例子：
协议： “A” -- “LED灭”
“B” -- “报警”
“C” -- “LED亮”
单片机接收到“A”控制一个LED灭，单片机接收到“B”控制报警，单片机接收到“C”控制一个LED亮。
总结：当收到已定义的协议中对应指令（比如：A、B、C等）时就执行协议中相应的动作。
5.报文定义：
一个报文就是一帧数据，一个数据帧就是一个报文，是指一串完整的指令数据（比如下面的一串数据“ 01 16 00 01 00 17 98 04”）。
6.Modbus-RTU报文简单分析：
首先，给出报文如下：
01 16 00 01 00 17 98 04
然后，分别解释报文中数字的含义：
01 --》 从机地址；16 --》功能号；（00 01） --》数据地址；（00 17） --》数据；（98 04） --》CRC校验。
接着，总结：
上述报文的大致意思：把数据 0x0017（十进制：23）写入1号从机地址 0x0001数据地址。
7.CRC校验知识点：
7-1.定义：
CRC是循环冗余校验码，简称循环码，是一种具有检错、纠错能力的校验码。
7-2.原理：（为方便理解该原理通过具体实例说明，这里参考百度百科）
假设约定的生成多项式二进制表示为“10011”（共5位），然后假设要发送数据序列的二进制为“101011”（共6位），接着在要发送数据的后面加4个0且二进制表示为“1010110000”（共10位），用已约定好生成多项式二进制（即“10011”）去除乘积1010110000（共10位），按“模2算法”（注意不是直接二进制相除）求得余数比特序列为“0100”，接着将余数添加到要发送数据之后得到真正要发送数据的比特流“1010110100”（共10位其中前6位为原始数据后4位为CRC校验码）。
上面讲的是发送端所做工作流程，下面讲接收端。
接收端在接收到带CRC校验码的数据后，如数据在传输过程中未出错将一定能被（和发送端）已约定好的生成多项式（即“10011”）整除，如数据在传输过程中出错利用已约定好的生成多项式（即“10011”）就不会整除。
7-3.作用：
在数据传输过程中可能数据会发生错误，CRC校验检测接收的数据是否正确。比如主机发出“01 06 00 01 00 17 98 04”，那么从机接收到后要根据“01 06 00 01 00 17”再计算CRC校验值，从机判断自己计算出来的CRC校验是否与接收的CRC校验（98 04主机计算的）相等，如不相等则说明数据传输有错误。（理解：即便在最终看来从机是重复计算CRC校验值但根据CRC校验内部机制也必须这么做）
8.功能号：
意义：这里只讲Modbus-RTU的最常用功能码，如下：
01（0x01） --》 读线圈 ；02（0x02） --》 读离散量输入；03（0x03） --》 读保持寄存器；04（0x04） --》 读输入寄存器；
05（0x05） --》 写单个线圈；06（0x06） --》 写单个寄存器；15（0x0F） --》 写多个线圈；16（0x10） --》 写多个寄存器。
总结：上述讲到的“线圈”和“寄存器”分别指的是“位bit”和“内存大小2个字节的变量”，后面出现这两个概念也是同样意思。
9.采用Modbus协议在两个设备间建立通讯：
9-1.首先，目光转向单片机（以PLC设备为例）在其中拿出部分内存（RAM）进行两个设备（即与PC）通讯，例如：
数组后的注释说明：0X［20］ --》 输出线圈，用功能码0x01、0x05、0x0F访问，开头地址是0（这个后面解释）；
1X［20］ --》 输入线圈，用功能码0x02访问，开头地址是1（后面解释）。
另外两个同样道理。
9-2.然后，要实现主机对从机写数据操作：
如果单片机接收到一个报文那么就对报文进行解析并执行相应处理。以前面讲的报文为例，假设本机地址是1，那么单片机接 收到这串数据根据已约定好的生成多项式计算CRC校验判断数据是否正确，如判断数据无误则结果是： HoldDataReg［1］=0x0017;
就这样，Modbus主机就完成一次对从机数据的写操作即实现通讯。
接着，要实现主机对从机读数据操作：
主机进行读HoldDataReg［1］操作，则报文是：“01 03 00 01 00 01 D5 CA”，其中：01 --》 从机地址；03 --》 功能号；
（00 01） --》 读取数据个数；（D5 CA） --》 CRC校验。
那么单片机接收到这串数据根据已约定好的生成多项式计算“CRC校验”判断数据是否正确，如判断数据无误则结果是： 返回 信息给主机且返回信息的格式为：“01 03 02 00 17 F8 4A”，其中01 --》 从机地址；03 --》 功能号；02 --》 数据字节个数；
（00 17） --》 两个字节数据；（F8 4A） --》 CRC校验。
就这样，Modbus主机就完成一次对从机数据的读操作即实现通讯。
10.Modbus报文模型：
以上已了解Modbus一帧报文的通讯。且每个报文格式基本一致。如下图：
这里的“ADU”指：应用数据单元；这里的“PDU”指：协议数据单元。
11.Modbus数据模型
12.Modbus事务处理：
下列状态图描述了在服务器端Modbus事务处理的一般处理过程：
内容
1.Modbus定义：
是一种串行通信协议，一开始是为使用PLC（即可编程逻辑控制器）设备通信而发表，已成为工业上通信协议的标准，是工业电 子设备间常用连接方式。
2.Modbus协议组成：
包括RTU、ASCII、TCP三种模式，其中RTU模式（即Modbus-RTU）最常用。
3.协议定义：
所谓协议，就是互相之间的约定。如果不让别人知道那就是暗号。
4.协议定义例子：
协议： “A” -- “LED灭”
“B” -- “报警”
“C” -- “LED亮”
单片机接收到“A”控制一个LED灭，单片机接收到“B”控制报警，单片机接收到“C”控制一个LED亮。
总结：当收到已定义的协议中对应指令（比如：A、B、C等）时就执行协议中相应的动作。
5.报文定义：
一个报文就是一帧数据，一个数据帧就是一个报文，是指一串完整的指令数据（比如下面的一串数据“ 01 16 00 01 00 17 98 04”）。
6.Modbus-RTU报文简单分析：
首先，给出报文如下：
01 16 00 01 00 17 98 04
然后，分别解释报文中数字的含义：
01 --》 从机地址；16 --》功能号；（00 01） --》数据地址；（00 17） --》数据；（98 04） --》CRC校验。
接着，总结：
上述报文的大致意思：把数据 0x0017（十进制：23）写入1号从机地址 0x0001数据地址。
7.CRC校验知识点：
7-1.定义：
CRC是循环冗余校验码，简称循环码，是一种具有检错、纠错能力的校验码。
7-2.原理：（为方便理解该原理通过具体实例说明，这里参考百度百科）
假设约定的生成多项式二进制表示为“10011”（共5位），然后假设要发送数据序列的二进制为“101011”（共6位），接着在要发送数据的后面加4个0且二进制表示为“1010110000”（共10位），用已约定好生成多项式二进制（即“10011”）去除乘积1010110000（共10位），按“模2算法”（注意不是直接二进制相除）求得余数比特序列为“0100”，接着将余数添加到要发送数据之后得到真正要发送数据的比特流“1010110100”（共10位其中前6位为原始数据后4位为CRC校验码）。
上面讲的是发送端所做工作流程，下面讲接收端。
接收端在接收到带CRC校验码的数据后，如数据在传输过程中未出错将一定能被（和发送端）已约定好的生成多项式（即“10011”）整除，如数据在传输过程中出错利用已约定好的生成多项式（即“10011”）就不会整除。
7-3.作用：
在数据传输过程中可能数据会发生错误，CRC校验检测接收的数据是否正确。比如主机发出“01 06 00 01 00 17 98 04”，那么从机接收到后要根据“01 06 00 01 00 17”再计算CRC校验值，从机判断自己计算出来的CRC校验是否与接收的CRC校验（98 04主机计算的）相等，如不相等则说明数据传输有错误。（理解：即便在最终看来从机是重复计算CRC校验值但根据CRC校验内部机制也必须这么做）
8.功能号：
意义：这里只讲Modbus-RTU的最常用功能码，如下：
01（0x01） --》 读线圈 ；02（0x02） --》 读离散量输入；03（0x03） --》 读保持寄存器；04（0x04） --》 读输入寄存器；
05（0x05） --》 写单个线圈；06（0x06） --》 写单个寄存器；15（0x0F） --》 写多个线圈；16（0x10） --》 写多个寄存器。
总结：上述讲到的“线圈”和“寄存器”分别指的是“位bit”和“内存大小2个字节的变量”，后面出现这两个概念也是同样意思。
9.采用Modbus协议在两个设备间建立通讯：
9-1.首先，目光转向单片机（以PLC设备为例）在其中拿出部分内存（RAM）进行两个设备（即与PC）通讯，例如：
数组后的注释说明：0X［20］ --》 输出线圈，用功能码0x01、0x05、0x0F访问，开头地址是0（这个后面解释）；
1X［20］ --》 输入线圈，用功能码0x02访问，开头地址是1（后面解释）。
另外两个同样道理。
9-2.然后，要实现主机对从机写数据操作：
如果单片机接收到一个报文那么就对报文进行解析并执行相应处理。以前面讲的报文为例，假设本机地址是1，那么单片机接 收到这串数据根据已约定好的生成多项式计算CRC校验判断数据是否正确，如判断数据无误则结果是： HoldDataReg［1］=0x0017;
就这样，Modbus主机就完成一次对从机数据的写操作即实现通讯。
接着，要实现主机对从机读数据操作：
主机进行读HoldDataReg［1］操作，则报文是：“01 03 00 01 00 01 D5 CA”，其中：01 --》 从机地址；03 --》 功能号；
（00 01） --》 读取数据个数；（D5 CA） --》 CRC校验。
那么单片机接收到这串数据根据已约定好的生成多项式计算“CRC校验”判断数据是否正确，如判断数据无误则结果是： 返回 信息给主机且返回信息的格式为：“01 03 02 00 17 F8 4A”，其中01 --》 从机地址；03 --》 功能号；02 --》 数据字节个数；
（00 17） --》 两个字节数据；（F8 4A） --》 CRC校验。
就这样，Modbus主机就完成一次对从机数据的读操作即实现通讯。
10.Modbus报文模型：
以上已了解Modbus一帧报文的通讯。且每个报文格式基本一致。如下图：
这里的“ADU”指：应用数据单元；这里的“PDU”指：协议数据单元。
11.Modbus数据模型
12.Modbus事务处理：
下列状态图描述了在服务器端Modbus事务处理的一般处理过程：
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