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开发人员编码注意:
在使用Modbus通讯协议,一定要编写Modbus通讯协议和CRC校验。
(在远距离数据通信中,为确保高效而无差错地传送数据,防止数据被破坏或者篡改,必须对数据进行CRC校验。
尽管CRC在错误检测中非常有用,但CRC并不能可靠地校验数据完整性,这是因为CRC多项式是线性结构,可以非常容易地通过改变数据方式达到CRC碰撞,这里给一个更加通俗的解释,假设一串带有CRC校验的代码在传输中,如果连续出现差错,当出错次数达到一定次数时,那么几乎可以肯定会出现一次碰撞(值不对但CRC结果正确),但随着CRC数据位增加,碰撞几率会显著降低,比如CRC32比CRC16具有更可靠的验证性,CRC64又会比CRC32更可靠,当然这都是按照ITU规范标准条件下。)
如果你发送指定的指令,其中的CRC校验直接使用提供的CRC低位字节表和CRC高位字节表中的字节数据,那就不需要编写CRC校验。
如今在工业现场总线中,常采用串口实现一些要求不太高的通讯控制,modbus协议更是最常用的传输数据的协议,而在整个通讯过程中,CRC校验码计算是一个注意点。 Moldbus没有规定物理层用什么接口实现。只要以上就可以。所以232口没问题。如果你的PLC用的是Modbus,那你一定要实现。否则接收端如果收不到包或者包不对,就会认为收到的数据包错误,不做任何响应。
modbus是应用层协议(第七层),它目前可以用于3种通信网络: 1)用于串行口通信网络,传输模式为modbus RTU和modbus ASCII; 2)用于以太网口通信网络,传输模式为modbus TCP; 3)用于高速链路网络,传输模式为modbus PLUS。包括modbus协议在内,有很多种都可以用于现场总线。modbus PLUS就是一种现场总线,而modbus RTU/ASCII、modbus TCP只是低速的普通通信网络。========================
通讯传送分为独立的信息头,和发送的编码数据
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
(传送的数据帧结构组成如下)
传输格式
(1)命令报文格式
读数据:
地址 | 功能码 | 数据起始地址高位 | 数据起始地址低位 | 数据个数高位 | 数据个数低位 | CRC 16位校验 |
xx | 04 | 00 | 00 | 00 | 02 | xxxx低位在前 |
返回:
地址 | 功能码 | 字节长度 | 数据1输入 | 数据2输入 | … | CRC 16位校验 |
xx | 04 | 04 | xx高位在前 | xx高位在前 | xx | xxxx低位在前 |
(2)、异常应答返回
非法功能:
从站地址 | 功能码 | 异常码 | CRC16校验 |
xx | 80H+原功能码 | 01 | xxxx低位在前 |
非法数据地址:
从站地址 | 功能码 | 异常码 | CRC16校验 |
xx | 80H+原功能码 | 02 | xxxx低位在前 |
非法数据值:
从站地址 | 功能码 | 异常码 | CRC16校验 |
xx | 80H+原功能码 | 03 | xxxx低位在前 |
(3)、变送器地址设置:
命令报文格式:
命令代码高位 | 命令代码地位 | 地址数据 | CRC 16位校验 |
FF | A5 | xx | xxxx低位在前 |
返回:
命令代码高位 | 命令代码地位 | 地址数据 | CRC 16位校验 |
FF | A5 | xx | xxxx低位在前 |
// RTU协议 CRC校验码的计算
// *pushMsg为需要校验的数组指针变量,usDataLen为需要校验的数据个数变量
void CRC16(BYTE* pushMsg, unsigned short usDataLen) { BYTE uchCRCHi = 0xFF; BYTE uchCRCLo = 0xFF; unsigned int uIndex; while(usDataLen--) { uIndex = uchCRCHi^*pushMsg++; //计算CRC uchCRCHi = uchCRCLo^auchCRCHi[uIndex]; uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex]; } *pushMsg++ = uchCRCHi; //校验数据高位在后 *pushMsg = uchCRCLo; //校验数据低位在前 }
T:17.9H:49.0
为变送器设置新地址码,如“2”:(CRC校验低位在前)
上位机发送:FF A5 02 BB 61
变送器返回:FF A5 02 BB 61
如设置新地址码“6”:(CRC校验低位在前)
上位机发送:FF A5 06 BA A2
变送器返回:FF A5 06 BA A2
Modbus网络通信其实就是,和RS232/485等都是一样的, 二进制从做到右传输.一般来说,标准MODBUS是:1:2:功能码 3:数据区 4:校验码(常用)最多255位.它是一主多从,主机发出命令,只能是地址相对的从机回应,从机和从机之间无法通信.
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(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器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、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。
Modbus支持的功能码:
下表是Modbus支持的功能码: 功能码名称作用01 读取线圈状态取得一组逻辑线圈的当前状态(ON/OFF) 02 读取输入状态取得一组开关输入的当前状态(ON/OFF) 03 读取保持寄存器在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值04 读取输入寄存器在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值05 强置单线圈强置一个逻辑线圈的通断状态06 预置单寄存器把具体二进值装入一个保持寄存器07 读取异常状态取得8个内部线圈的通断状态,这8个线圈的地址由控制器决定08 回送诊断校验把诊断校验报文送从机,以对通信处理进行评鉴09 编程(只用于484)使主机模拟编程器作用,修改PC从机逻辑10 控询(只用于484)可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信,探询该从机是否已完成其操作任务,仅在含有功能码9的报文发送后,本功能码才发送11 读取事件计数可使主机发出单询问,并随即判定操作是否成功,尤其是该命令或其他应答产生通信错误时12 读取通信事件记录可是主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成,记录会给出有关错误13 编程(184/384 484 584)可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑14 探询(184/384 484 584)可使主机与正在执行任务的从机通信,定期控询该从机是否已完成其程序操作,仅在含有功能13的报文发送后,本功能码才得发送15 强置多线圈强置一串连续逻辑线圈的通断16 预置多寄存器把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器17 报告从机标识可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态18 (884和MICRO 84)可使主机模拟编程功能,修改PC状态逻辑19 重置通信链路发生非可修改错误后,是从机复位于已知状态,可重置顺序字节20 读取通用参数(584L)显示扩展存储器文件中的数据信息21 写入通用参数(584L)把通用参数写入扩展存储文件,或修改之22~64 保留作扩展功能备用65~72 保留以备用户功能所用留作用户功能的扩展编码73~119 非法功能120~127 保留留作内部作用128~255 保留用于异常应答在这些功能码中较长使用的是1、2、3、4、5、6号功能码,使用它们即可实现对下位机的数字量和模拟量的读写操作。1、读可读写数字量寄存器(线圈状态):计算机发送命令:[设备地址] [命令号01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][01][00][13][00][25][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址:在一个485总线上可以挂接多个设备,此处的设备地址表示想和哪一个设备通讯。例子中为想和17号(十进制的17是十六进制的11)通讯。<2>命令号01:读取数字量的命令号固定为01。<3>起始地址高8位、低8位:表示想读取的开关量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为19。<4>寄存器数高8位、低8位:表示从起始地址开始读多少个开关量。例子中为37个开关量。<5>CRC校验:是从开头一直校验到此之前。在此协议的最后再作介绍。此处需要注意,CRC校验在命令中的高低字节的顺序和其他的相反。设备响应:[设备地址] [命令号01] [返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址和命令号和上面的相同。<2>返回的字节个数:表示数据的字节个数,也就是数据1,2...n中的n的值。<3>数据1...n:由于每一个数据是一个8位的数,所以每一个数据表示8个开关量的值,每一位为0表示对应的开关断开,为1表示闭合。比如例子中,表示20号(索引号为19)开关闭合,21号断开,22闭合,23闭合,24断开,25断开,26闭合,27闭合...如果询问的开关量不是8的整倍数,那么最后一个字节的高位部分无意义,置为0。<4>CRC校验同上。2、读只可读数字量寄存器(输入状态): 和读取线圈状态类似,只是第二个字节的命令号不再是1而是2。3、写数字量(线圈状态): 计算机发送命令:[设备地址] [命令号05] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的数据高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][05][00][AC][FF][00][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址和上面的相同。<2>命令号:写数字量的命令号固定为05。<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的开关的地址。<4>下置的数据高8位,低8位:表明需要下置的开关量的状态。例子中为把该开关闭合。注意,此处只可以是[FF][00]表示闭合[00][00]表示断开,其他数值非法。<5>注意此命令一条只能下置一个开关量的状态。设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回,否则不响应。4、读可读写模拟量寄存器(保持寄存器):计算机发送命令:[设备地址] [命令号03] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][03][00][6B][00][03][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址和上面的相同。<2>命令号:读模拟量的命令号固定为03。<3>起始地址高8位、低8位:表示想读取的模拟量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为107。<4>寄存器数高8位、低8位:表示从起始地址开始读多少个模拟量。例子中为3个模拟量。注意,在返回的信息中一个模拟量需要返回两个字节。设备响应:[设备地址] [命令号03] [返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址和命令号和上面的相同。<2>返回的字节个数:表示数据的字节个数,也就是数据1,2...n中的n的值。例子中返回了3个模拟量的数据,因为一个模拟量需要2个字节所以共6个字节。<3>数据1...n:其中[数据1][数据2]分别是第1个模拟量的高8位和低8位,[数据3][数据4]是第2个模拟量的高8位和低8位,以此类推。例子中返回的值分别是555,0,100。<4>CRC校验同上。5、读只可读模拟量寄存器(输入寄存器): 和读取保存寄存器类似,只是第二个字节的命令号不再是2而是4。6、写单个模拟量寄存器(保持寄存器): 计算机发送命令:[设备地址] [命令号06] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的数据高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 例:[11][06][00][01][00][03][CRC低][CRC高] 意义如下:<1>设备地址和上面的相同。<2>命令号:写模拟量的命令号固定为06。<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的模拟量寄存器的地址。<4>下置的数据高8位,低8位:表明需要下置的模拟量数据。比如例子中就把1号寄存器的值设为3。<5>注意此命令一条只能下置一个模拟量的状态。设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回,否则不响应。
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