我是Modbus-RTU協議，我有兩個兄弟

我是Modbus RTU協議，我來自Modbus大家庭。早在1971年，Modicon公司首次推出了Modbus協議，我和我大哥——Modbus ASCII 都誕生在這裡。後來施耐德電氣（Schneider Electric）收購了Modicon公司，並在1997年推出了Modbus TCP協議，這就是我的三弟。2004年，中國國家標準委員會正式把Modbus作為了國家標準，開啟了我們為中國工業通信做貢獻的新篇章。

我們三兄弟在工業通信中應用廣泛，我和我大哥（Modbus ASCII）主要活躍在串列通信領域，而我三弟（Modbus TCP）則擅長乙太網通信。你可以看看下面這張圖：

在串列鏈路中，我們（Modbus）使用一種簡單的主從協議（客戶機/伺服器協議）進行通信。客戶機作為主站，向伺服器發送請求；伺服器（從站）接到請求後，對請求進行分析並作出應答。我和小夥伴的通信幀被稱為應用數據單元（Application Data Unit，ADU），它包括通信地址段、功能代碼段、數據段和校驗段，如下圖：

其中，功能代碼段和數據段組合稱為協議數據單元（Protocol Data Unit，PDU）。功能代碼段佔用一個位元組，取值範圍為1~255，其中128~255為保留值，用於異常消息應答報文。1~127為功能代碼編號，其中65~72和100~110為用戶自定義編碼，具體請看下面這張圖片：

通用功能編碼（Public function code）是已經公布的功能代碼，有確定的功能，用戶不能修改。比如：0x01表示讀取線圈，0x02表示讀取離散量的輸入等等。下圖是一些常用的功能代碼的描述：

早期在RS485串列通信中規定ADU的最大長度為256個位元組，其中：通信地址佔用1個位元組，校驗段佔用2個位元組，所以協議數據單元（PDU）的最大長度為256-1-2=253 位元組。而我三弟（Modbus TCP）因為要增加一個7個位元組的MBAP（MODBUS Application Protocol）的報文頭，所以他的ADU的長度=253+7=260 位元組。

下面這張圖是我（Modbus -RTU）的通信數據單元（ADU）的結構：

我可以使用不同功能代碼來完成不同的功能，比如下面表格左邊的請求（request）指令使用0x05功能來使線圈173變為ON狀態：

該PDU指令中，第一個位元組表示功能號「05」表示對單獨線圈進行寫操作（write single coil）；第二個位元組表示線圈地址的高位元組位，第三個位元組表示線圈地址的低位元組位（線圈的編號從0開始）。本常式中，第173號線圈的序號為172（0x00AC）；第四個位元組表示輸出值得高位元組位，第五個位元組表示輸出值的低位元組位。對於單獨線圈操作，0xFF00表示置位（ON），0x0000表示複位（OFF）；不同的功能代碼，其參數的位元組的定義不同，使用時要參考下手冊哦。

由於我（Modbus RTU）的報文格式沒有定義幀的起始與結束字元，因此對於幀識別有時間上的要求：幀與幀之間的時間間隔要大於3.5個字元（位元組）的時間；而幀內部的字元之間的間隔不能大於1.5個字元的時間，如下圖：

我大哥（Modbus - ASCII）的幀的起始和停止有明確的字元定義；而我三弟（Modbus TCP）在傳輸過程中要增加一個報文頭—MBAP，以後有時間我再給你們介紹；

好了，有空去官網方正智芯(founder chip)看看吧，可以下載PDF版本。