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Modbus TCP協(xié)議

（1）、Modbus TCP數(shù)據(jù)幀：

在TCP/IP以太網(wǎng)上傳輸，支持Ethernet II和802.3兩種幀格式。圖3所示，Modbus TCP數(shù)據(jù)幀包含報(bào)文頭、功能代碼和數(shù)據(jù)3部分。

圖6：TCP/IP上的MODBUS的請(qǐng)求/響應(yīng)

（2）、MBAP報(bào)文頭描述：

MBAP報(bào)文頭(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus應(yīng)用協(xié)議)分4個(gè)域，共7個(gè)字節(jié)，如表1所示。

表1：MBAP報(bào)文頭

域	長(zhǎng)度（B)	描述
傳輸標(biāo)識(shí)	2個(gè)字節(jié)	標(biāo)志某個(gè)MODBUS詢問/應(yīng)答的傳輸
協(xié)議標(biāo)志	2個(gè)字節(jié)	0=MODBUS協(xié)議
長(zhǎng)度	2個(gè)字節(jié)	后續(xù)字節(jié)計(jì)數(shù)
單元標(biāo)識(shí)符	1個(gè)字節(jié)	串行鏈路或其它總線上連接的遠(yuǎn)程從站的識(shí)別碼

（3）、Modbus功能代碼：

Modbus功能碼分為3種類型，分別是：

(1)公共功能代碼：已定義好的功能碼，保證其唯一性，由Modbus.org認(rèn)可；

(2)用戶自定義功能代碼有兩組，分別為65～72和100～110，無(wú)需認(rèn)可，但不保證代碼使用的唯一性。如變?yōu)楣泊a，需交RFC認(rèn)可；

(3)保留的功能代碼，由某些公司使用在某些傳統(tǒng)設(shè)備的代碼，不可作為公共用途。

在常用的公共功能代碼中，IBF96支持部分的功能碼，詳見如下：

功能碼	名稱	說(shuō)明
01	Read Coil Status	讀取線圈狀態(tài)	1表示高電平， 0表示低電平。
03	Read Holding Register	讀保持寄存器	1表示高電平， 0表示低電平。
05	Write Single Coil	寫單個(gè)線圈	1表示三極管導(dǎo)通， 0表示三極管斷開。
06	Write Single Register	寫單個(gè)寄存器	1表示三極管導(dǎo)通， 0表示三極管斷開。
15	Write Multiple Coils	寫多個(gè)線圈
16	Write Multiple Registers	寫多個(gè)寄存器

（4）、支持的功能碼描述

01(0x01)讀線圈

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取線圈的1 至2000 連續(xù)狀態(tài)。請(qǐng)求PDU詳細(xì)說(shuō)明了起始地址，即指定的第一個(gè)線圈地址和線圈編號(hào)。從零開始尋址線圈。因此尋址線圈1-16 為0-15。

根據(jù)數(shù)據(jù)域的每個(gè)位（bit）將響應(yīng)報(bào)文中的線圈分成為一個(gè)線圈。指示狀態(tài)為1= ON和0= OFF。第一個(gè)數(shù)據(jù)作為字節(jié)的LSB（最低有效位），后面的線圈數(shù)據(jù)依次向高位排列，來(lái)組成8位一個(gè)的字節(jié)。如果返回的輸出數(shù)量不是八的倍數(shù)，將用零填充最后數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位（bit）（一直到字節(jié)的高位端）。字節(jié)數(shù)量域說(shuō)明了數(shù)據(jù)的完整字節(jié)數(shù)

功能碼01舉例，讀8通道DI數(shù)據(jù)，寄存器地址00033~00040：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	04
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	01	功能碼	01
起始地址Hi	00	字節(jié)數(shù)	01
起始地址Lo	20	輸出狀態(tài)DI7-DI0	00
輸出數(shù)量Hi	00
輸出數(shù)量Lo	08

03(0x03)讀保持寄存器

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容。請(qǐng)求PDU說(shuō)明了起始寄存器地址和寄存器數(shù)量。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器1-16 為0-15。在響應(yīng)報(bào)文中，每個(gè)寄存器有兩字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)高位，第二個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)低位。

功能碼03舉例，讀8通道DI數(shù)據(jù)，寄存器地址40033：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	05
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	03	功能碼	03
起始地址Hi	00	字節(jié)數(shù)	02
起始地址Lo	20	寄存器值Hi（0x00）	00
寄存器編號(hào)Hi	00	寄存器值Lo（DI7-DI0）	00
寄存器編號(hào)Lo	01

05(0x05)寫單個(gè)線圈

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上，使用該功能碼寫單個(gè)輸出為ON 或OFF。請(qǐng)求PDU說(shuō)明了強(qiáng)制的線圈地址。從零開始尋址線圈。因此，尋址線圈地址1為0。線圈值域的常量說(shuō)明請(qǐng)求的ON/OFF狀態(tài)。十六進(jìn)制值0xFF00請(qǐng)求線圈為ON。十六進(jìn)制值0x0000請(qǐng)求線圈為OFF。其它所有值均為非法的，并且對(duì)線圈不起作用。

正確的響應(yīng)應(yīng)答是和請(qǐng)求一樣的。

功能碼05舉例，設(shè)置通道DO0為ON，也就是為1，寄存器地址00001：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	06
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	05	功能碼	05
輸出地址Hi	00	輸出地址Hi	00
輸出地址Lo	00	輸出地址Lo	00
輸出值Hi	FF	輸出值Hi	FF
輸出值Lo	00	輸出值Lo	00

06(0x06)寫單個(gè)寄存器

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼寫單個(gè)保持寄存器。請(qǐng)求PDU說(shuō)明了被寫入寄存器的地址。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器地址1為0。

正確的響應(yīng)應(yīng)答是和請(qǐng)求一樣的。

功能碼06舉例，設(shè)置通道DO0~DO7全部為1，16進(jìn)制為0xFF，寄存器地址40001：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	06
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	06	功能碼	06
寄存器地址Hi	00	寄存器地址Hi	00
寄存器地址Lo	00	寄存器地址Lo	00
寄存器值Hi	00	寄存器值Hi	00
寄存器值Lo	FF	寄存器值Lo	FF

15(0x0F)寫多個(gè)線圈

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上，使用該功能碼寫多個(gè)輸出為ON 或OFF。請(qǐng)求PDU說(shuō)明了強(qiáng)制的線圈地址。從零開始尋址線圈。因此，尋址線圈地址1為0。線圈值域的常量說(shuō)明請(qǐng)求的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)由16進(jìn)制換算成二進(jìn)制按位排列，位值為1請(qǐng)求線圈為ON，位值為0請(qǐng)求線圈為OFF。

功能碼15舉例，設(shè)置通道DO0，DO1為ON，也就是為00000011，寄存器地址00001：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	06
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	0F	功能碼	0F
開始地址Hi	00	開始地址Hi	00
開始地址Lo	00	開始地址Lo	00
線圈數(shù)量Hi	00	線圈數(shù)量Hi	00
線圈數(shù)量Lo	02	線圈數(shù)量Lo	02
字節(jié)數(shù)	01
輸出值	02

16(0x10)寫多個(gè)寄存器

在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼寫多個(gè)保持寄存器。請(qǐng)求PDU說(shuō)明了被寫入寄存器的地址。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器地址1為0。功能碼16舉例，設(shè)置通道DO0和DO1的PWM值為5和6，寄存器地址40001：

請(qǐng)求	響應(yīng)
字段名稱	十六進(jìn)制	字段名稱	十六進(jìn)制
MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01	MBAP報(bào)文頭	傳輸標(biāo)識(shí)	01
00	00
協(xié)議標(biāo)志	00	協(xié)議標(biāo)志	00
00	00
長(zhǎng)度	00	長(zhǎng)度	00
06	06
單元標(biāo)識(shí)符	01	單元標(biāo)識(shí)符	01
功能碼	10	功能碼	10
開始寄存器地址Hi	00	開始寄存器地址Hi	00
開始寄存器地址Lo	00	開始寄存器地址Lo	00
寄存器數(shù)量Hi	00	寄存器數(shù)量Hi	00
寄存器數(shù)量Lo	02	寄存器數(shù)量Lo	02
字節(jié)數(shù)	04
寄存器值Hi	00
寄存器值Lo	05
寄存器值Hi	00
寄存器值Lo	06

審核編輯：湯梓紅

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