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第1章 输入和输出信号

数据类型用途备注
模拟输出(Analog Output,AO)用于控制例如调节电机转速、温度等设备的工作状态遥调
模拟输入(Analog Input,AI)用于测量例如温度、压力、流量等物理量遥测
数字输出(Digital Output,DO)用于控制开关、继电器、LED等数字设备遥控
数字输入(Digital Input,DI)用于检测开关的状态、传感器的触发等遥信

注:

AO:通常使用 DAC(数字到模拟转换器)将数字信号转换为模拟信号输出。

AI:模拟信号通过 ADC(模拟到数字转换器)转换为数字信号,以便在计算机或控制系统中进行处理。

第2章  传输时间

  • 波特率:信号变化频率,单位是 Baud(或Hz)。
  • 比特率:数据传输速率,单位是 比特/秒(bps)。

2.1 每个字节传输的时间

假定是115200 Baud。

2.1.1 计算每个比特的时间

2.1.2 计算每个字节的时间

2.2 每个字符传输的时间

  • 为了使软件更容易判断一帧数据包是否结束,Modbus规定两帧数据包之间至少有3.5 个字符时间的空闲间隔,叫做3.5T:

  • 当串口波特率大于19200时,那么3.5T固定为1750us;

要计算字符传输时间,我们需要知道以下几个因素:

  1. 波特率(Baud Rate):115200 波特。
  2. 字符的位数:一个标准的字符通常由 8 位(1 字节)组成,通常还会有起始位和停止位。

假设:

  • 1 字符 = 1 字节(8 位)
  • 起始位和停止位:通常,串口传输使用 1 个起始位1 或 2 个停止位。我们假设使用 1 个停止位1 个起始位

计算步骤:

  1. 每个字符传输的总位数 = 1 个起始位 + 8 个数据位 + 1 个停止位 = 10 位。
  2. 波特率 = 115200 波特,即每秒传输 115200 个信号变化。
  3. 每个字符的传输时间 = 总位数波特率\frac{\text{总位数}}{\text{波特率}}波特率总位数​

计算:

每个字符的传输时间大约是 86.8 微秒

第3章 Modbus协议栈模型

第4章 Modbus的通信机制

主机和从机之间,必须由主机先主动发生请求报文,从机才能再发送响应报文。

也就是从机不能主动上发报文。

第5章 Modbus寄存器种类

助记:两个状态,两个寄存器。状态肯定是数字量,寄存器肯定是模拟量。

第6章 寄存器的地址分配

注意:PLC的地址是从1开始,NCU的地址是从0开始

第7章 Modbus 消息帧格式

7.1 ModbusRTU消息帧格式

7.1.1 ModbusRTU的消息帧

7.2 Modbus  ASCII消息帧格式

7.3 ModbusTCP消息帧格式

7.3.1 ModbusTCP的MBAP

第8章 Modbus 功能码

第9章 Modbus交互示例

9.1 读取线圈状态报文(0x01)

注:每个线圈的状态就是一个寄存器。

从0x0013地址开始读取线圈状态,需要读取0x0025个寄存器(线圈)的状态。

9.2 响应报文

注:

ON:表示一个寄存器的状态,可以是0xFF00;

OFF: 表示的还是一个寄存器(线圈状态),可以是0x0000

地址范围取值字节值
0x0013~0x001BONONOFFOFFONOFFONOFF0x53
110010100x53
低地址空间高地址空间

 所以0x0101 0011 总共有8个数据位,每个位为一个线圈状态,共计8个线圈的状态。

第10章 Modbus异常功码

代码名称含义
0x00成功码成功响应
0x01非法功能从机不支持此功能码
0x02非法地址指定的地址在从机中不存在
0x03非法数据值指定的数据超过范围或者不允许使用
0x04从机故障从机处理响应的过程中,出现未知错误等

/* 异常信息编码 */
#define ExeptionCode_0_success					0			/* 成功 */
#define ExeptionCode_1_Validatefunctioncode		1			/* 功能码错误 */
#define ExeptionCode_2_ValidatedataAddress		2			/* 地址错误 */
#define ExeptionCode_3_ValidateDataValue	    3			/* 数据错误 */
#define ExeptionCode_4_ExecuteError				4			/* 功能执行错误 */


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