MODBUS应用协议详解：物联网与PLC开发必备

本篇文档是Modbus官方应用协议白皮书，版本为V1.1b3，发布日期为2012年4月26日。Modbus是一种广泛应用于工业控制领域的通信协议，特别在物联网(IoT)和PLC（可编程逻辑控制器）开发中起着关键作用。本文档详细介绍了Modbus协议的设计、数据编码以及各类功能码的定义和使用。 1. **介绍**： Modbus协议旨在提供一种简单、高效的方式来交换数据，主要适用于远程监控和控制设备。它最初由Modicon公司开发，现已成为工业自动化标准，支持多种通信媒介，包括串行线（如RS-232、RS-485）和TCP/IP网络。 2. **协议概述**： - **数据编码**：协议采用ASCII、RTU或TCP/IP三种不同的数据格式，根据应用场景选择合适的传输模式。 - **数据模型**：Modbus数据模型定义了如何组织和传递信息，包括 coils（位）、discrete inputs（离散输入）、holding registers（保持寄存器）和input registers（输入寄存器）。 - **寻址模型**：每个设备在Modbus网络上通过唯一的地址进行识别，支持单个地址操作（如读取或写入一个特定的寄存器）和批量操作（一次处理多个地址）。 3. **功能码类别**： - **公共功能码**：包括01（读取 coils）、02（读取 discrete inputs）、03（读取 holding registers）、04（读取 input registers）、05（写单个 coil）、06（写单个 register）等，用于基本的数据读写操作。 - **特殊功能码**：如07（读异常状态，仅限串行线）、08（诊断，仅限串行线），以及11（获取通信事件计数器）、12（获取通信事件日志）和15/16（批量写入 coils 和 registers）等，提供了更高级的功能和服务。 4. **示例与状态图**： 文档提供了每种功能码的详细描述，包括其目的、参数和可能的响应。例如，读取 Holding Registers (0x03)功能会请求指定的寄存器范围内的值，而写入 Single Register (0x06)则允许设置寄存器中的值。此外，还给出了使用这些功能码时的状态流程图，帮助用户理解操作步骤和可能的错误处理。 总结来说，这篇白皮书是Modbus协议的重要参考资料，涵盖了从协议基础到具体功能代码实现的深入讲解，对于理解和应用Modbus在物联网设备通信中是不可或缺的工具。通过学习和熟悉这些内容，开发人员可以有效地设计和集成Modbus通信模块，实现设备间的可靠数据交换。