????????MODBUS是MODICON公司與1979年開發(fā)的一種通訊協(xié)議，是一種工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標準。1996年施耐德公司推出了基于以太網(wǎng)TCP/IP的MODBUS協(xié)議MODBUS-TCP。MODBUS協(xié)議是一項應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議，包括ASCII、RTU、TCP三種報文類型，協(xié)議本身并沒有定義物理層，只是定義了控制器能夠認識和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管他們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。標準的MODBUS協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)口。采用M/S（主/從）方式通信。2004年MODBUS成為我國國家標準。

MODBUS比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要原因有：

1. 公開發(fā)表并且無著作權(quán)要求

2. 易于部署和維護

3. 對供應(yīng)商來說，修改移動本地的比特或字節(jié)沒有很多限制

MODBUS通信協(xié)議的弱點和限制：

1. 指令明碼傳輸，沒有保護機制

2. 符合規(guī)范就可運行，沒有認證機制

3. 針對未定義參考位置輸入指令值，可能造成接收端傳輸異常進而癱瘓接收端設(shè)備

4. 對于大型二進制對象數(shù)據(jù)支持不好

5. 由于Modbus是一個主/從協(xié)議，沒有辦法要求設(shè)備“報告異?！保ㄒ蕴W(wǎng)TCP/IP除外），因此主節(jié)點必須循環(huán)的詢問每個節(jié)點設(shè)備，并查找數(shù)據(jù)中的變化

6. Modbus在一個數(shù)據(jù)鏈路上只能處理247個地址（以太網(wǎng)TCP/IP除外）

? ? ????在微處理器與外設(shè)設(shè)備的串口通信中，常用的是MODBUS-ASCII和MODBUS -RTU。在MODBUS-ASCII中，每兩個字符占8個字節(jié)，使用縱向邏輯冗余校驗（LRC）方式。使用MODBUS-ASCII傳輸方式的數(shù)據(jù)發(fā)送間隔長（最高可以達到1秒）以保證錯誤率低， 微處理器性能占用小，但錯誤率低隨之而來的是傳輸速度慢，這使得通信的實時性差。MODBUS-ASCII通信數(shù)據(jù)幀格式如表所示。

????????在MODBUS-RTU中，每8個字節(jié)是兩個4個字節(jié)字符的組合，使用循環(huán)邏輯冗余校驗（CRC）方式，每個數(shù)據(jù)幀必須以連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳輸，因此通信速率高。MODBUS-RTU通信數(shù)據(jù)幀格式如表所示。

????????其中數(shù)據(jù)區(qū)域的長度可以在0-252字節(jié)中自己定義。功能代碼和數(shù)據(jù)區(qū)域被稱為簡單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），設(shè)備地址、功能代碼、數(shù)據(jù)區(qū)域和CRC校驗碼被稱作應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）。

????????在RTU通信下，數(shù)據(jù)幀的設(shè)備地址占用1個字節(jié)，外設(shè)設(shè)備地址范圍為0至247。數(shù)據(jù)幀中，功能代碼位寬為1個字節(jié)，功能代碼范圍為1至255。在程序設(shè)計時，根據(jù)功能需要使用不同的功能代碼，MODBUS協(xié)議預(yù)留了功能碼，實現(xiàn)主/從設(shè)備通信的自定義。

????????在微處理器與外設(shè)設(shè)備通信過程中，兩報文幀之間需預(yù)留足夠的時間，否則設(shè)微處理器與外設(shè)之間將無法區(qū)分這段報文是一條完整的報文還是兩條報文，從而使CRC校驗出現(xiàn)錯誤。

參考文獻：

[1]譚闊,王勁松,朱亞軍,等.基于MODBUS協(xié)議的TMS320F2812與觸摸屏通信的實現(xiàn)[J].電氣應(yīng)用,2015,34(S1):296-299.

[2]維基百科-Modbus：https://zh.wikipedia.org/wiki/Modbus

[3]華為云-Modbus和Modbus/TCP協(xié)議：https://www.huaweicloud.com/articles/9b33bc884a55cf3e62c6d9bb73f5fea3.html

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