Modbus通讯协议学习

转自：http://www.cnblogs.com/luomingui/archive/2013/06/14/Modbus.html

什么是Modbus？

Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。Modbus 协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

Modbus 是一个请求/应答协议

Modbus

以下是要分解的Modbus热图

Modbus消息帧

了解了它，会使你对串口通信有一个清晰的认识！

通用消息帧

ASCII消息帧 (在消息中的每个8Bit 字节都作为两个ASCII字符发送)

十六进制，ASCII字符0...9，A...F

消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成

每个字节的位

1个起始位

n个数据位，最小的有效位先发送

1个奇偶校验位，无校验则无

1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）

错误检测域

LRC(纵向冗长检测)

RTU消息帧

8位二进制，十六进制数0...9，A...F

消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成

每个字节的位

1个起始位

8个数据位，最小的有效位先发送

1个奇偶校验位，无校验则无

1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）

错误检测域

CRC(循环冗长检测)

CRC校验 (http://baike.baidu.com/view/1664507.htm)

public static string CRCCheck(string val)

        {

            val = val.TrimEnd(' ');

            string[] spva = val.Split(' ');

            byte[] bufData = new byte[spva.Length + 2];

            bufData = ToBytesCRC(val);

            ushort CRC = 0xffff;

            ushort POLYNOMIAL = 0xa001;

            for (int i = 0; i < bufData.Length - 2; i++)

            {

                CRC ^= bufData[i];

                for (int j = 0; j < 8; j++)

                {

                    if ((CRC & 0x0001) != 0)

                    {

                        CRC >>= 1;

                        CRC ^= POLYNOMIAL;

                    }

                    else

                    {

                        CRC >>= 1;

                    }

                }

            }

            return Maticsoft.DBUtility.HLConvert.ToHex(System.BitConverter.GetBytes(CRC));

        }

        /// <summary>

        /// 例如把如下字符串转换成字节数组

        /// AA AA AA AA 0A 00 68 00 06 03 04 54 21 28 22 E5 F3 16 BB BB BB BB   转换为字节数组

        /// </summary>

        /// <param name="hex">十六进制字符串</param>

        /// <returns></returns>

        public static byte[] ToBytesCRC(string hex)

        {

            string[] temp = hex.Split(' ');

            byte[] b = new byte[temp.Length + 2];

            for (int i = 0; i < temp.Length; i++)

            {

                b[i] = Convert.ToByte(temp[i], 16);

            }

            return b;

        }

        /// <summary>

        /// 将字节数据转换为十六进制字符串，中间用 “ ”分割 如：AA AA AA AA 0A 00 68 00 06 03 04 54 21 28 22 E5 F3 16 BB BB BB BB

        /// </summary>

        /// <param name="vars">要转换的字节数组</param>

        /// <returns></returns>

        public static String ToHex(byte[] vars)

        {

            return BitConverter.ToString(vars).Replace('-', ' ').Trim();

        }

CS校验(累加和)

public static string CSCheck(string str)

        {

            if (str.Length == 0) return "";

            else str = str.Trim();

            byte[] sss = ToBytes(str);

            int n = 0;

            for (int i = 0; i < sss.Length; i++)

            {

                n += sss[i];

            }

            return ToHex(n);

        }

        /// <summary>

        /// AB CD 12 3B     转换为字节数组

        /// </summary>

        /// <param name="hex">十六进制字符串</param>

        /// <returns></returns>

        public static byte[] ToBytes(string hex)

        {

            string[] temp = hex.Split(' ');

            byte[] b = new byte[temp.Length];

            for (int i = 0; i < temp.Length; i++)

            {

                if (temp[i].Length > 0)

                    b[i] = Convert.ToByte(temp[i], 16);

            }

            return b;

        }

        /// <summary>

        /// 转换为符合本程序的十六进制格式

        /// </summary>

        /// <param name="var">1 2 3 等。</param>

        /// <returns>返回十六进制字符串，如果是1-9的话，前面带零</returns>

        /// <example>例如: 5  ="05"  12 ="0C" 无论何时，都是两位数。  </example>

        public static string ToHex(int var)

        {

            int cs = var;

            string tmp = "";

            if (cs == 0) { tmp = "00"; }

            while (cs > 0)

            {

                int ys;

                cs = Math.DivRem(cs, 256, out ys);

                tmp = tmp.Insert(0, string.Format(" {0}", Right("00" + Convert.ToString(ys, 16), 2).ToUpper()));

            }

            return tmp.Trim();

        }

        public static string Right(string str, int Length)

        {

            if ((Length <= 0) || (str == null))

            {

                return "";

            }

            int length = str.Length;

            if (Length >= length)

            {

                return str;

            }

            return str.Substring(length - Length, Length);

        }

LRC校验(LRC错误校验用于ASCII模式)

/// <summary>

        /// 取模FF(255)

        /// 取反+1

        /// </summary>

        /// <param name="writeUncheck"></param>

        /// <returns></returns>

        public static string LRCheck(string writeUncheck)

        {

            char[] hexArray = new char[writeUncheck.Length];

            hexArray = writeUncheck.ToCharArray();

            int decNum = 0, decNumMSB = 0, decNumLSB = 0;

            int decByte, decByteTotal = 0;

            bool msb = true;

            for (int t = 0; t <= hexArray.GetUpperBound(0); t++)

            {

                if ((hexArray[t] >= 48) && (hexArray[t] <= 57))

                    decNum = (hexArray[t] - 48);

                else if ((hexArray[t] >= 65) & (hexArray[t] <= 70))

                    decNum = 10 + (hexArray[t] - 65);

                if (msb)

                {

                    decNumMSB = decNum * 16;

                    msb = false;

                }

                else

                {

                    decNumLSB = decNum;

                    msb = true;

                }

                if (msb)

                {

                    decByte = decNumMSB + decNumLSB;

                    decByteTotal += decByte;

                }

            }

            decByteTotal = (255 - decByteTotal) + 1;

            decByteTotal = decByteTotal & 255;

            int a, b = 0;

            string hexByte = "", hexTotal = "";

            double i;

            for (i = 0; decByteTotal > 0; i++)

            {

                b = Convert.ToInt32(System.Math.Pow(16.0, i));

                a = decByteTotal % 16;

                decByteTotal /= 16;

                if (a <= 9)

                    hexByte = a.ToString();

                else

                {

                    switch (a)

                    {

                        case 10:

                            hexByte = "A";

                            break;

                        case 11:

                            hexByte = "B";

                            break;

                        case 12:

                            hexByte = "C";

                            break;

                        case 13:

                            hexByte = "D";

                            break;

                        case 14:

                            hexByte = "E";

                            break;

                        case 15:

                            hexByte = "F";

                            break;

                    }

                }

                hexTotal = String.Concat(hexByte, hexTotal);

            }

            return hexTotal;

        }

        public void LRCheck(byte[] code)

        {

            int sum = 0;

            foreach (byte b in code)

            {

                sum += b;

            }

            sum = sum % 255;//取模FF(255)

            sum = ~sum + 1;//取反+1

            string lrc = Convert.ToString(sum, 16);

            return lrc;

        }

自定义Modbus数据表

自定义Modbus数据表例子：

设备相关读取信息:

命令报文信息解析:

自定义Modbus数据表定义注意

串口调试工具

串口调试工具的使用.

串口调试工具 + RS485 就可以读取硬件上的数据，和向硬件请求了，如何使用请看“调试篇”会有详细的说明。

网络调试助手:

调试助手主要还是TCP协议通讯的一个调试工具

巴特西

Modbus通讯协议学习 - 认识篇

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