1、前言

Modbus功能码03报文解析

功能码03（Read Holding Registers）用于从Modbus设备读取保持寄存器的值。以下为请求和响应报文的详细解析：

请求报文格式

• 事务标识符（2字节）：用于标识事务，通常由主站生成，从站响应时原样返回。
• 协议标识符（2字节）：Modbus协议固定为0x0000。
• 长度字段（2字节）：后续字节的总数（从单元标识符开始计算）。
• 单元标识符（1字节）：从站设备地址（1-247）。
• 功能码（1字节）：0x03（读取保持寄存器）。
• 起始地址（2字节）：要读取的第一个寄存器的地址（大端序）。
• 寄存器数量（2字节）：要读取的寄存器数量（大端序，最大125）。

示例请求报文（读取从地址0x0000开始的2个寄存器）：

00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 02

• 事务标识符：0x0001
• 协议标识符：0x0000
• 长度：0x0006（6字节）
• 单元标识符：0x01
• 功能码：0x03
• 起始地址：0x0000
• 寄存器数量：0x0002

响应报文格式

• 事务标识符（2字节）：与请求报文一致。
• 协议标识符（2字节）：0x0000。
• 长度字段（2字节）：后续字节的总数（从单元标识符开始计算）。
• 单元标识符（1字节）：从站设备地址。
• 功能码（1字节）：0x03（成功时）或0x83（异常时）。
• 字节计数（1字节）：返回数据的字节数（寄存器数量×2）。
• 寄存器值（N×2字节）：每个寄存器值（大端序）。

正常响应示例（返回寄存器值0x1234和0x5678）：

00 01 00 00 00 07 01 03 04 12 34 56 78

• 事务标识符：0x0001
• 协议标识符：0x0000
• 长度：0x0007（7字节）
• 单元标识符：0x01
• 功能码：0x03
• 字节计数：0x04（4字节）
• 寄存器值：0x1234（第一个寄存器）、0x5678（第二个寄存器）

注意事项

• 寄存器地址和数量均为大端序（高位在前）。
• 最大可读取寄存器数量为125（响应报文限制为256字节）。
• 实际应用中需根据设备文档确认寄存器地址范围和数据类型（如U16、S32等）。

通过解析报文字段，可以准确获取或调试Modbus通信中的数据交互。

2、好好干 

1、修改代码 

#include "monitorview.h"
#include "ui_monitorview.h"
#include <QSerialPortInfo>
#include <QSerialPort>
#include <SystemUtils.h>

MonitorView::MonitorView(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::MonitorView)
{
    ui->setupUi(this);

    SystemUtils utils;
    utils.SetDropShadowEffect(ui->wdg_link_container,QColor("#33000000"),5);//设置连接设备的阴影效果


    // 设置字体图标
    QFont font=QFont(QString("zx_icons"),9);
    // 监控状态
    ui->lbl_status_title_icon->setFont(font);
    ui->lbl_status_title_icon->setText(QChar(0xe807));
    //串口区域的刷新按钮
    QFont font2=QFont(QString("zx_icons"),11);
    ui->pb_port_refresh->setFont(font2);
    ui->pb_port_refresh->setText(QChar(0xe71e));
    // OLED区域标题
    ui->lbl_oled_title_icon->setFont(font);
    ui->lbl_oled_title_icon->setText(QChar(0xe807));


    //设置1-6号灯珠的图标及大小
    font.setPixelSize(30);
    ui->lbl_light_icon_1->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_1->setText(QChar(0xe9e2));
    ui->lbl_light_icon_2->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_2->setText(QChar(0xe9e2));
    ui->lbl_light_icon_3->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_3->setText(QChar(0xe9e2));
    ui->lbl_light_icon_4->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_4->setText(QChar(0xe9e2));
    ui->lbl_light_icon_5->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_5->setText(QChar(0xe9e2));
    ui->lbl_light_icon_6->setFont(font);
    ui->lbl_light_icon_6->setText(QChar(0xe9e2));

    //加载串口列表
    //使用QSerialPortInfo::availablePorts()方法可以获取系统中所有可用的串口。这个方法返回一个QList<QSerialPortInfo>，其中包含了所有串口的信息
    // 获取所有可用的串口信息 QList<QSerialPortInfo> ports = QSerialPortInfo::availablePorts();
    foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {
        ui->cb_port->addItem(info.portName());
    }
    //初始化波特率
    ui->cb_baud->addItem("2400");
    ui->cb_baud->addItem("4800");
    ui->cb_baud->addItem("9600");
    ui->cb_baud->addItem("19200");
    ui->cb_baud->setCurrentText("9600");//设置默认选项

    // 初始化校验位列表
    ui->cb_parity->addItem("No");
    ui->cb_parity->addItem("Odd");
    ui->cb_parity->addItem("Even");
    ui->cb_parity->addItem("Space");
    ui->cb_parity->addItem("Mark");
    ui->cb_parity->setCurrentText("No");//设置默认选项

    // 初始化数据位列表
    ui->cb_data->addItem("5");
    ui->cb_data->addItem("6");
    ui->cb_data->addItem("7");
    ui->cb_data->addItem("8");
    ui->cb_data->setCurrentText("8");//设置默认选项

    // 初始化停止位列表
    ui->cb_stop->addItem("One");
    ui->cb_stop->addItem("OneAndHalf");
    ui->cb_stop->addItem("Two");
    ui->cb_stop->setCurrentText("One");  //设置默认选项

}

MonitorView::~MonitorView()
{
    delete ui;
}

//刷新串口列表
void MonitorView::on_pb_port_refresh_clicked()
{
    //加载串口列表
    ui->cb_port->clear();//清空
    foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {
        ui->cb_port->addItem(info.portName());
    }
}

//连接设备
void MonitorView::on_pb_link_clicked()
{
    // QSerialPort  打开  加电   数据发送  请求
    // 过程需要后台线程处理
    //获取选择的串口参数
    QString port=ui->cb_port->currentText();
    QString baud=ui->cb_baud->currentText();
    QString parity=ui->cb_parity->currentText();
    QString data=ui->cb_data->currentText();
    QString stop=ui->cb_stop->currentText();

    // 触发连接的信号
    emit onConnect(port,baud,parity,data,stop);
}


//串口打开状态
void MonitorView::setOpenState(bool state)
{
    //处理状态
    if(state){//连接成功
        ui->pb_link->setText("断开连接");
        ui->cb_port->setEnabled(false);
        ui->cb_baud->setEnabled(false);
        ui->cb_parity->setEnabled(false);
        ui->cb_data->setEnabled(false);
        ui->cb_stop->setEnabled(false);

        ui->pb_send->setEnabled(true);//发送按钮可用

        // 改变所有状态灯的默认颜色
        ui->lbl_temp_green->setStyleSheet("background-color:'#DD00FF00';");
        ui->lbl_humi_green->setStyleSheet("background-color:'#DD00FF00';");
        ui->lbl_bright_green->setStyleSheet("background-color:'#DD00FF00';");
        //设置灯控开关的按钮全部为可用
        ui->sb_status_1->setIsEnabled(true);
        ui->sb_status_2->setIsEnabled(true);
        ui->sb_status_3->setIsEnabled(true);
        ui->sb_status_5->setIsEnabled(true);
        ui->sb_status_6->setIsEnabled(true);
        ui->sb_status_7->setIsEnabled(true);

    }else{//连接失败或断开连接
        ui->pb_link->setText("连接设备");
        ui->cb_port->setEnabled(true);
        ui->cb_baud->setEnabled(true);
        ui->cb_parity->setEnabled(true);
        ui->cb_data->setEnabled(true);
        ui->cb_stop->setEnabled(true);

        ui->pb_send->setEnabled(false);//发送按钮禁用

        // 恢复所有状态灯的默认颜色
        //1、红色灯
        ui->lbl_temp_red->setStyleSheet("background-color:'#33FF0000';");
        ui->lbl_humi_red->setStyleSheet("background-color:'#33FF0000';");
        ui->lbl_bright_red->setStyleSheet("background-color:'#33FF0000';");
        //2、黄色灯
        ui->lbl_temp_yellow->setStyleSheet("background-color:'#33FF9000';");
        ui->lbl_humi_yellow->setStyleSheet("background-color:'#33FF9000';");
        ui->lbl_bright_yellow->setStyleSheet("background-color:'#33FF9000';");
        //3、绿色灯
        ui->lbl_temp_green->setStyleSheet("background-color:'#3300FF00';");
        ui->lbl_humi_green->setStyleSheet("background-color:'#3300FF00';");
        ui->lbl_bright_green->setStyleSheet("background-color:'#3300FF00';");

        //设置灯控开关的按钮全部为禁用
        ui->sb_status_1->setIsEnabled(false);
        ui->sb_status_2->setIsEnabled(false);
        ui->sb_status_3->setIsEnabled(false);
        ui->sb_status_5->setIsEnabled(false);
        ui->sb_status_6->setIsEnabled(false);
        ui->sb_status_7->setIsEnabled(false);
    }
}

//设置数据值
void MonitorView::setValue(uint16_t dtemp, uint16_t dhumi, uint16_t dbright)
{
    ui->wdg_temp_meter->setValue(dtemp*0.1);
    ui->wdg_humi_meter->setValue(dhumi*0.1);
    ui->wdg_bright_meter->setValue(dbright*0.1);

    //历史最高温度，最低温度
    if(min_temp>dtemp){
        min_temp=dtemp;
    }
    if(max_temp<dtemp){
        max_temp=dtemp;
    }
    ui->lbl_temp1->setText(QString::number(max_temp*0.1));
    ui->lbl_temp2->setText(QString::number(min_temp*0.1));

    //历史最高湿度，最低湿度
    if(min_humi>dhumi){
        min_humi=dhumi;
    }
    if(max_humi<dhumi){
        max_humi=dhumi;
    }
    ui->lbl_humi1->setText(QString::number(max_humi*0.1));
    ui->lbl_humi2->setText(QString::number(min_humi*0.1));

    //历史最高亮度，最低亮度
    if(min_bright>dbright){
        min_bright=dbright;
    }
    if(max_bright<dbright){
        max_bright=dbright;
    }
    ui->lbl_bright1->setText(QString::number(max_bright*0.1));
    ui->lbl_bright2->setText(QString::number(min_bright*0.1));

    //对平均数据的处理逻辑，保存100个数据，大于100时移除第1个
    //平均温度
    templist.append(dtemp);
    if(templist.count()>100){
        templist.removeAt(0);
    }
    int32_t sum=0;
    foreach(int16_t v,templist){
        sum+=v;
    }
    avg_temp=sum/templist.count();//计算平均值
    ui->lbl_temp3->setText(QString::number(avg_temp*0.1));

    //平均湿度
    humilist.append(dhumi);
    if(humilist.count()>100){
        humilist.removeAt(0);
    }
    sum=0;
    foreach(int16_t v,humilist){
        sum+=v;
    }
    avg_humi=sum/humilist.count();//计算平均值
    ui->lbl_humi3->setText(QString::number(avg_humi*0.1));

    //平均亮度
    brightlist.append(dbright);
    if(brightlist.count()>100){
        brightlist.removeAt(0);
    }
    sum=0;
    foreach(int16_t v,brightlist){
        sum+=v;
    }
    avg_bright=sum/brightlist.count();//计算平均值
    ui->lbl_bright3->setText(QString::number(avg_bright*0.1));
}

#include "mainwindow.h"
#include "systemutils.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QMessageBox>
#include <QMouseEvent>
#include <QThread>
#include <QtConcurrent/QtConcurrentRun>
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 1.设置窗口无边框和窗口透明
    this->setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);
    this->setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground);


    // 设置相关阴影效果
    SystemUtils * utils=new SystemUtils();
    utils->SetDropShadowEffect(ui->wdg_root,Qt::gray,10);

    //设置关闭，最小，最大的图标
    // 设置相关字体图标
    QFont font=QFont(QString("zx_icons"),9);
    // 关闭
    ui->pb_close->setFont(font);
    ui->pb_close->setText(QChar(0xe653));
    // 最大化
    ui->pb_max->setFont(font);
    ui->pb_max->setText(QChar(0xe694));
    // 最小化
    ui->pb_min->setFont(font);
    ui->pb_min->setText(QChar(0xe7e6));
    //设置第二行消息的图标
    ui->lbl_message_icon->setFont(font);
    ui->lbl_message_icon->setText(QChar(0xe7ff));

    //设置标题字体
    QFont font2=QFont(QString("钉钉进步体"),14);
    ui->lbl_title->setFont(font2);

    //设置“实时监控”按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_monitor,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置“趋势图表”导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_trend,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置“异常报警”导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_alarm,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置“系统设置”导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_settings,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));

    //绑定监控页面Monitor的信号和槽函数关联，即monitor页面中的信号函数onConnect由本页面的槽函数onConnect响应处理
    connect(ui->Monitor,SIGNAL(onConnect(QString,QString,QString,QString,QString)),SLOT(onConnect(QString,QString,QString,QString,QString)));

    //创建线程及对象，处理串口
    thread=new QThread();
    worker=new QWorker();
    //1、本页面的信号函数onOpen由worker对象的槽函数openPort响应处理
    connect(this,SIGNAL(onOpen(QString,QString,QString,QString,QString)),worker,SLOT(openPort(QString,QString,QString,QString,QString)));
    //2、worker对象中的信号函数openCompleted由本页面的onSetopenState槽函数响应处理
    connect(worker,SIGNAL(openCompleted(bool)),this,SLOT(onSetopenState(bool)));
    //3、本页面的信号函数onSend由worker对象的槽函数sendData响应处理
    connect(this,SIGNAL(onSend(QByteArray,int)),worker,SLOT(sendData(QByteArray,int)));
    //4、worker对象中的信号函数sendCompleted由本页面的槽函数onSendCompleted响应处理
    connect(worker,SIGNAL(sendCompleted(QByteArray,int)),this,SLOT(onSendCompleted(QByteArray,int)));


    worker->moveToThread(thread);//把对象worker放在多线程中
    thread->start();//启动线程

    //f1=QtConcurrent::run(this,&MainWindow::onMonitor);//这是qt5.X的写法，这个写法在6.x中不支持
    //实例化异步任务
    f1 = QtConcurrent::run([this]() {
        this->onMonitor(); // 替换为你的成员函数名
    });
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

//监控事件
void MainWindow::onMonitor()
{
    while(this->isMonitor){
        // 从设备中获取到相关数据
        QByteArray bytes;
        bytes.resize(6);
        bytes[0]=0x01;//设备地址
        bytes[1]=0x03;//功能码
        bytes[2]=0x00;//开始地址
        bytes[3]=0x00;
        bytes[4]=0x00;//请求数量
        bytes[5]=0x03;

        // CRC16算法
        auto crc=this->CRC16(bytes);
        uint8_t hi=uint8_t(crc>>8);
        uint8_t lo=uint8_t(crc);
        bytes.resize(8);
        bytes[6]=lo;//crc校验码
        bytes[7]=hi;

        // 需要给QWorker对象发送一个信号
        emit onSend(bytes,1);//发送信号
        QThread::msleep(5000);
    }
}

//鼠标按下事件
void MainWindow::mousePressEvent(QMouseEvent *event){
    if (event->button() == Qt::LeftButton) {  // 如果按下左边按钮
        m_drag = true;//表示要移动
        // 获取当前光标的位置
        m_dragPos = event->pos();
        // 当前鼠标点相对于桌面屏幕左上角的坐标(0,0)，全局坐标；
        m_resizeDownPos = event->globalPosition().toPoint();
        // 获取当前窗口的相关参数，包括位置，大小等等各种参数
        m_mouseDownRect = this->rect();
    }
}

//鼠标移动事件
void MainWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event){
    // 如果是鼠标在拖动时，当前窗口是全屏，不做任何处理
    if (isFullScreen()) {
        return;
    }
    if (m_move) {
        move(event->globalPosition().toPoint() - m_dragPos);
        return;
    }

    setCursor(Qt::ArrowCursor);
    if (m_drag && (event->buttons() & Qt::LeftButton)) {
        m_move = true;
        move(event->globalPosition().toPoint() - m_dragPos);
    }
}

//鼠标释放事件
void MainWindow::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event){
    Q_UNUSED(event)
    m_drag = false;
    if (m_move) {
        m_move = false;
    }
    setCursor(Qt::ArrowCursor);
}

//关闭事件
void MainWindow::on_pb_close_clicked()
{
    QMessageBox::StandardButton ret=QMessageBox::question(this,tr("关闭系统运行"),tr("您确定要退出系统吗？"),QMessageBox::Yes | QMessageBox::No,QMessageBox::Yes );
    if(ret== QMessageBox::Yes){
        this->isMonitor=false;
        this->close();
    }

}
//最大化
void MainWindow::on_pb_max_clicked()
{
    this->showFullScreen();  // 全屏展示
}
//最小化
void MainWindow::on_pb_min_clicked()
{
    this->showMinimized();
}

//窗体双击事件
void MainWindow::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event); // 标记参数未使用，消除警告
    if (isFullScreen()) {
        showNormal();  // 如果是全屏，就恢复到非全屏
    } else {
        showFullScreen();  // 否则就变成全屏的
    }
}

//导航按钮的点击响应事件
void MainWindow::onNavClicked(int index)
{
    ui->sw_pages->setCurrentIndex(index);
}

//连接串口设备
void MainWindow::onConnect(QString port, QString baud, QString parity, QString data, QString stop)
{
    //执行串口对象的连接动作，动作必须在后台线程中处理
    //触发信号，让qworker这个对象来接收信号
    emit onOpen(port,baud,parity,data,stop);
}

//串口连接状态
void MainWindow::onSetopenState(bool state)
{
    //接收到worker对象中的打开状态信号
    ui->Monitor->setOpenState(state);

}

//计算CRC校验码
uint16_t MainWindow::CRC16(QByteArray bytes)
{
    int len=bytes.size();
    uint16_t wcrc=0XFFFF;//预置16位crc寄存器，初值全部为1
    uint8_t temp;//定义中间变量
    int i=0,j=0;//定义计数

    for(i=0;i<len;i++)//循环计算每个数据
    {
        temp=bytes.at(i);
        wcrc^=temp;
        for(j=0;j<8;j++){
            //判断右移出的是不是1，如果是1则与多项式进行异或。
            if(wcrc&0X0001){
                wcrc>>=1;//先将数据右移一位
                wcrc^=0XA001;//与上面的多项式进行异或
            }
            else//如果不是1，则直接移出
                wcrc>>=1;//直接移出
        }
    }
    temp=wcrc;//crc的值
    return wcrc;
}


//发送完成后
void MainWindow::onSendCompleted(QByteArray bytes, int flag)
{
    if(bytes.length()>3&&(bytes[1]&0x80)==0){//这个条件说明返回的数据没有问题，这里只是一个简单的判断
        bool ok;
        //截取指定位置指定长度的数据，转换成16进制，再转换成10进制
        uint16_t temp=bytes.mid(3,2).toHex().toUInt(&ok,16);
        uint16_t humi=bytes.mid(5,2).toHex().toUInt(&ok,16);
        uint16_t bright=bytes.mid(7,2).toHex().toUInt(&ok,16);
        // qDebug()<<"温度："<<temp;
        // qDebug()<<"湿度："<<humi;
        // qDebug()<<"亮度："<<bright;
        ui->Monitor->setValue(temp,humi,bright);
    }
}

2、数据显示流程

3、测试运行

4、小结

Modbus协议中，0x01 - 读取线圈状态，0x02 - 读取离散输入状态，0x03 - 读取保持寄存器，0x04 - 读取输入寄存器，0x05 - 写单个线圈，0x06 - 写单个寄存器，0x0F - 写多个线圈，0x10 - 写多个寄存器

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