Modbus RTU 協議詳解

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1. 概述


        •        Modbus RTU 簡介:
        •        Modbus RTU 是 Modbus 通訊協定的一種傳輸模式，廣泛應用於工業自動化控制系統中，尤其在串行通訊設備中常見。
        •        它基於主從架構運作，通過 RS-232 或 RS-485 線路進行通訊。

2. 基本原理

        •        數據框架:
        •        Modbus RTU 的數據傳輸單位為“幀”。每個幀包含了地址域、功能碼、數據域和校驗碼（如 CRC、LRC）。
        •        CRC 校驗碼是用於檢查數據的完整性，確保數據在傳輸過程中沒有出錯。
        •        通訊流程:
        •        主設備發送請求幀，從設備接收到幀後回應。
        •        回應幀中同樣包含了地址域、功能碼、數據和 CRC 校驗碼。

3. 通訊配置

        •        波特率設定:
        •        通常使用的波特率為9600，但可以根據設備需求設置不同波特率。
        •        數據位、停止位與校驗位:
        •        常見的配置為8個數據位、1個停止位，無校驗位。
        •        其他可選配置包括7個數據位、2個停止位等。

4. 通訊地址與功能碼

        •        地址範圍:
        •        Modbus RTU 設備地址範圍為1至247，地址0保留用於廣播消息，所有設備均會接收但不回應。
        •        功能碼:
        •        常見的功能碼包括：
        •        01: 讀取線圈狀態
        •        02: 讀取輸入狀態
        •        03: 讀取保持寄存器
        •        04: 讀取輸入寄存器
        •        05: 寫入單個線圈
        •        06: 寫入單個寄存器
        •        15: 寫入多個線圈
        •        16: 寫入多個寄存器

5. CRC 校驗

        •        CRC 校驗碼:
        •        CRC 是一種檢錯碼，用於檢查數據幀在傳輸過程中的完整性。它使用多項式算法生成兩個字節的校驗碼。
        •        接收端計算 CRC 校驗碼並與數據幀中的校驗碼對比，若一致則認為數據正確，否則丟棄該數據幀。

6. 應用場景

        •        工業自動化:
        •        Modbus RTU 廣泛應用於工業現場總線系統中，用於設備之間的通訊，如 PLC、傳感器、驅動器等。
        •        它具備穩定性高、實現簡單等優點，是工業通訊的常見選擇。