1 modbus通讯

1.1 modbus 通讯数据格式

地址码	功能码	数据区	校验码
1个字节	1个字节	N个字节	16位CRC

1.2 功能码

功能码	描述	说明	MOUBUS地址
01	读输出线圈寄存器	位操作	00001 ~ 09999
02	读离散输入寄存器	位操作	10001 ~ 19999
03	读保持(输出)寄存器	字操作	40001 ~ 49999
04	读输入寄存器	字操作	30001 ~ 39999
05	写单线圈寄存器	位操作	00001 ~ 09999
07	读取异常状态	获得8个内部线圈的逻辑状态
06	写单线圈保持寄存器	字操作	40001 ~ 49999
10	写多路寄存器	字操作
15	写多线圈寄存器	位操作	00001 ~ 09999
16	写多个保持寄存器	字操作	40001 ~ 49999
17	报告从机标识	可使主机判断从机标识的类型及其该从机运行指示灯的状态

1.3 数据区

1.3.1 格式

数据区格式不固定，一般需要查看从机设备的通讯手册
数据区格式示例：

开始编号/寄存器地址	数据个数	数据1	……	数据n
2个字节	2个字节	2个字节	2个字节	2个字节

1.3.2 寄存器地址

通常Modbus地址由5位数字组成，包括起始的数据类型代号，以及后面的偏移地址。Modbus Master协议库把标准的Modbus地址映射为所谓Modbus功能号，读写从站的数据。
Modbus Master协议库支持如下地址:

编号范围	含义
00001~09999	数字量输出（线圈）
10001~19999	数字量输入（触点）
30001~39999	输入数据寄存器（通常为模拟量输入）
40001~49999	数据保持寄存器

由上表可知，Modbus通讯的地址是从1开始的，如果遇到从机设备的寄存器编号从0开始，那么就需要考虑给通讯地址加1处理。

即：

Modbus地址	数据地址 （参数地址）
1	0
2	1
…	…
n	n-1

1.4 CRC校验

1.4.1 CRC校验算法步骤

• 第一步：设置CRC变量存储器初始值位0xFFFF；
• 第二步：把第一个参与校验的数据和CRC变量的低八位进行异或运算，结果仍存到CRC存储器中；
• 第三步：把CRC右移一位，最高位补0；
• 第四步：检查刚移出的最低位b0，如果b0=1，则CRC变量和0xA001进行异或运算，结果仍存在CRC变量存储器中，然后执行下一步。如果b0=0，则直接执行下一步；
• 第五步：重复3、4两步，只到右移8次。这样第一个数据处理就完成了，结果仍存在CRC变量存储器中。
• 第六步：重复2~5步，处理下一个数据，只到参与校验的数据均处理完毕。
• 注：最后获得的16位CRC校验值，在传输时，低八位在前，高八位在后；

1.4.2 CRC校验算法C语言程序

#include <stdio.h>


#define num 6   //需要生成CRC校验的数据个数 

int main()
{
	//unsigned char buf[8]={0x01,0x06,0x10,0x00,0x27,0x10,0x97,0x36};//最后两位是校验位 
	unsigned char buf[num]={0x01,0x04,0x00,0x0a,0x00,0x0a};//待生成校验位的数据 
	//01 04 00 02 00 02
	int i,n;
	unsigned int crc16;
	unsigned int temp;
	
	crc16=0xffff;//CRC变量初始化为0xffff 
	i=0;n=0;
	
	for(n=0;n<num;n++)//循环给所有数据参与校验 
	{
		crc16 = buf[n]^crc16;	//第一个数据和CRC变量异或运算		
		for(i=0;i<8;i++)//总共移位8次 
		{	
			temp  = crc16 & 0x0001;//把最后一位的状态记住。 
			crc16 = crc16 >> 1;    //循环右移一次 
			if(temp)    //判断刚才移出的最后一位是1？ 
			{
				crc16 = 0xa001^crc16;
			} 		
			printf("CRC校验为：%x\n",crc16);			
		}
			printf("---------------------------------\n");		
	}
	printf("CRC校验为：%x\n",crc16);		
} 

1.5 MODBUS主问从答

1.5.1 读输出线圈

• 主机询问格式

从机地址	功能码	寄存器起始地址	寄存器个数	CRC校验
01	01	00 02	00 01	5C 0A

• 从机应答格式

从机地址	功能码	字节个数	数据1	…	CRC校验
01	01	01	01	-	-

1.5.2 读输入线圈

• 主机询问格式

从机地址	功能码	寄存器起始地址	寄存器个数	CRC校验
01	02	00 01	00 01	E8 0A

• 从机应答格式

从机地址	功能码	字节个数	数据1	…	CRC校验
01	02	01	FF	-	E1 C8

1.5.3 读输出寄存器

• 主机询问格式

从机地址	功能码	寄存器起始地址	寄存器个数	CRC校验
01	03	00 01	00 01	D5 CA

• 从机应答格式（数据字节个数为偶数）

从机地址	功能码	字节个数	数据1	数据2	…	CRC校验
01	03	02	02	05	-	79 27

1.5.4 读输入寄存器

• 主机询问格式

从机地址	功能码	寄存器起始地址	寄存器个数	CRC校验
01	04	00 04	00 01	70 0B

• 从机应答格式（数据字节个数为偶数）

从机地址	功能码	字节个数	数据1	数据2	…	CRC校验
01	04	02	55	99	-	16 0A

1.5.5 主机写当个线圈寄存器

• 主机询问格式

从机地址	功能码	寄存器起始地址	寄存器个数	CRC校验
01	05	00 03	FF 00	7C 3A

• 从机应答格式
  无应答
  该节与1.5.1 读输出线圈互为读写

2 西门子PLC Modbus通讯

2.1 S7-200SMART地址转换MODBUS地址

Modbus地址	S7-200数据区
00001~00128	Q0.0~Q15.7
10001~10128	I0.0~I15.7
30001~30032	AIW0~AIW62
40001~4xxxx	如下

Modbus地址映射中：40001表示保持性寄存器,是一个字（两个字节），若对应是VW0。这 40001的高位字节存在VB0中，低位字节存在VB1中，而一个字节里位的权重是一样的，也就是一一对应。因此40001的第0位对应VB1的第0位，40001的第15位对应VB0的第7位。简言之，近似下面的表达：
40001.0 = V1.0
40001.1 = V1.1
40001.2 = V1.2
40001.3 = V1.3
40001.4 = V1.4
40001.5 = V1.5
40001.6 = V1.6
40001.7 = V1.7
40001.8 = V0.0
40001.9 = V0.1
40001.10 = V0.2
40001.11 = V0.3
40001.12 = V0.4
40001.13 = V0.5
40001.14 = V0.6
40001.15 = V0.7

2.2 CM1241模块

• CM1241指示灯
• DIAG指示灯：
• 亮红色：模块没有被PLC识别；
• 亮绿色闪烁：模块已经被PLC识别，但是软件没有进行配置；
• 亮绿色常亮：模块已经被PLC识别，而且软件中配置正确；
  cm1241最多带12个485从机设备

2.3 S7-1200 MODBUS通讯指令介绍

MB_COMM_LOAD指令：用于设置Modbus（RTU）端口。

参数	说明
EN	使能
REQ	上升沿启动该指令
PORT	扩展模块的硬件标识符
BAUD	波特率
PARITY	0:无校验；1：奇校验；2：偶校验
RESP_TO	每个从站的读取延时时间
MB_DB	MB_MASTER / MB_SLAVE 指令的背景数据块

一个端口只能执行一次这个指令，可以选择放置到OB100中。

MB_MASTER指令

参数	说明
EN	使能
REQ	上升沿发送有一个读/写请求
MB_ADDR	从站地址
MODE	读写控制位；0：读；1：写；
PARITY	0:无校验；1：奇校验；2：偶校验
DATA_ADDR	将要读/写的从机寄存器地址
DATA_LEN	访问寄存器的连续数量
DNE	完成标志位，可以用来激活下一个指令
BUSY	繁忙标志位
ERROR	错误标志位
STAUS	错误代码