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Modbus通信協議簡介
Modbus協議，首先從字面理解它包括Mod和Bus兩部分，首先它是一種bus，即總線協議，和I2C、SPI類似，總線就意味著有主機，有從機，這些設備在同一條總線上。
Modbus支持單主機，多個從機，最多支持247個從機設備。關于Mod，因為這種協議最早被用在PLC控制器中，準確的說是Modicon公司的PLC控制器，這也是Mod-Bus名稱的由來。
Modbus在7層OSI參考模型中屬于第七層應用層，數據鏈路層有兩種：基于標準串口協議和TCP協議，物理層可使用3線232、2線485、4線422，或光纖、網線、無線等多種傳輸介質。
Modbus協議是一種請求/應答方式的交互過程，主機主動發起通訊請求，從機響應主機的請求，從機在沒有收到主機的請求時，不會主動發送數據，從機之間不會進行通訊。
Modbus通信協議特點
(1) 標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產權。
(2) Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。
(3) Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發簡單。
Modbus4種數據類型
Modbus協議規定，進行讀寫操作的數據類型，按照讀寫屬性和類型可分為以下4種：
1．離散量輸入（Discretes Input）：1位，只讀；
2．線圈（Coils）：1位，讀寫；
3．輸入寄存器（Input Registers ）：16位，只讀；
4．保持寄存器（Holding Registers）：16位，讀寫。
Modbus協議版本
Modbus協議目前存在用于串口、以太網以及其他支持互聯網協議的網絡的版本。
大多數Modbus設備通信通過串口485物理層進行。
對于串行連接，存在兩個變種，它們在數值數據表示不同和協議細節上略有不同。Modbus RTU是一種緊湊的，采用二進制表示數據的方式，Modbus ASCII是一種人類可讀的，冗長的表示方式。這兩個變種都使用串行通信（serial communication）方式。RTU格式后續的命令/數據帶有循環冗余校驗的校驗和，而ASCII格式采用縱向冗余校驗的校驗和。被配置為RTU變種的節點不會和設置為ASCII變種的節點通信，反之亦然。
對于通過TCP/IP（例如以太網）的連接，存在多個Modbus/TCP變種，這種方式不需要校驗和計算。
對于所有的這三種通信協議在數據模型和功能調用上都是相同的，只有封裝方式是不同的。
Modbus有一個擴展版本ModbusPlus（Modbus+或者MB+），不過此協議是Modicon專有的，和Modbus不同。它需要一個專門的協處理器來處理類似HDLC的高速令牌旋轉。它使用1Mbit/s的雙絞線，并且每個節點都有轉換隔離裝置，是一種采用轉換/邊緣觸發而不是電壓/水平觸發的裝置。連接Modbus Plus到計算機需要特別的接口，通常是支持ISA（SA85），PCI或者PMCIA總線的板卡。
所以當我們提及Modbus協議時，要確定是哪種模式，不同的模式之間區別還是很大的。
Modbus數據幀格式
首先我們要知道一幀正常的MODBUS數據幀包含的內容有：地址域 + 功能碼 + 數據 + 差錯校驗，再者無論是上述哪種協議版本，Modbus幀格式都是一樣的：
主要包括：
1．地址域：即主站要訪問的從站地址，其范圍0~240；
2．功能碼：即主站想要對從站進行何種操作；
3．數據：如果主站的請求是讀數據，那么該“數據”要包含的信息有：從哪里開始讀數據 + 讀多少數據。如果主站的請求是向從站寫數據，那么該“數據”要包含的信息有：從哪里開始寫數據 + 寫多少個字節數據 + 要寫的具體數據；
4．差錯校驗：為了保證數據傳輸的正確性，Modbus協議會在數據幀最后面加上兩個字節的差錯校驗。
