Modbus由MODICON公司于1979年开发,是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议:ModbusTCP。
Modbus协议是一项应用层报文传输协议,包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。
标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口,采用master/slave方式通信。
ModbusTCP的数据帧可分为两部分:MBAP+PDU。
报文头MBAP
MBAP为报文头,长度为7字节,组成如下:
帧结构PDU
PDU由功能码+数据组成。功能码为1字节,数据长度不定,由具体功能决定。
功能码
Modbus的操作对象有四种:线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器。
根据对象的不同,Modbus的功能码有:
说明更详细的表
PDU详细结构
0x01:读线圈
在从站中读1~2000个连续线圈状态,ON=1,OFF=0
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 数据长度 数据(一个地址的数据为1位)
- 如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0002的线圈数据,读0x0008位
00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 08
- 回:数据长度为0x01个字节,数据为0x01,第一个线圈为ON,其余为OFF
00 01 00 00 00 04 01 01 01 01
0x05:写单个线圈
将从站中的一个输出写成ON或OFF,0xFF00请求输出为ON,0x000请求输出为OFF
- 请求:MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L(共12字节)
- 如:将地址为0x0003的线圈设为ON
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
- 回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
0x0F:写多个线圈
将一个从站中的一个线圈序列的每个线圈都强制为ON或OFF,数据域中置1的位请求相应输出位ON,置0的位请求响应输出为OFF
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 输出数量H 输出数量L 字节长度 输出值H 输出值L
- 响应:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 输出数量H 输出数量L
0x02:读离散量输入
从一个从站中读1~2000个连续的离散量输入状态
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 数据长度 数据(长度:9+ceil(数量/8))
- 如:从地址0x0000开始读0x0012个离散量输入
00 01 00 00 00 06 01 02 00 00 00 12
- 回:数据长度为0x03个字节,数据为0x01 04 00,表示第一个离散量输入和第11个离散量输入为ON,其余为OFF
00 01 00 00 00 06 01 02 03 01 04 00
0x04:读输入寄存器
从一个远程设备中读1~2000个连续输入寄存器
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度:9+寄存器数量×2)
- 如:读起始地址为0x0002,数量为0x0005的寄存器数据
00 01 00 00 00 06 01 04 00 02 00 05
- 回:数据长度为0x0A,第一个寄存器的数据为0x0c,其余为0x00
00 01 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00
0x03:读保持寄存器
从远程设备中读保持寄存器连续块的内容
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度:9+寄存器数量×2)
- 如:起始地址是0x0000,寄存器数量是 0x0003
00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
- 回:数据长度为0x06,第一个寄存器的数据为0x21,其余为0x00
00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00
0x06:写单个保持寄存器
在一个远程设备中写一个保持寄存器
- 请求:MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L(共12字节)
- 响应:MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L(共12字节)
- 如:向地址是0x0000的寄存器写入数据0x000A
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
- 回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
0x10:写多个保持寄存器
在一个远程设备中写连续寄存器块(1~123个寄存器)
- 请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L 字节长度 寄存器值(13+寄存器数量×2)
- 响应:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L(共12字节)
- 如:向起始地址为0x0000,数量为0x0001的寄存器写入数据,数据长度为0x02,数据为0x000F
00 01 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
- 回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01