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关于51单片机上实现modbus协议.doc

关于51单片机上实现modbus协议.doc

上传者: yuanshik812 2011-09-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《关于51单片机上实现modbus协议doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含关于单片机上实现modbus协议关于单片机上实现modbus协议你找一个MODBUS的协议详细资料好好看看就是一种通讯约定你按照它规定的格式通讯就可符等。

关于单片机上实现modbus协议关于单片机上实现modbus协议你找一个MODBUS的协议详细资料好好看看就是一种通讯约定你按照它规定的格式通讯就可以了协议发送给询问方。Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RSC实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式数据通讯采用MaserSlave方式Master端发出数据请求消息Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据实现双向读写。Modbus协议需要对数据进行校验串行协议中除有奇偶校验外ASCII模式采用LRC校验RTU模式采用位CRC校验但TCP模式没有额外规定校验因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外Modbus采用主从方式定时收发数据在实际使用中如果某Slave站点断开后(如故障或关机)Master端可以诊断出来而当故障修复后网络又可自动接通。因此Modbus协议的可靠性较好。下面我来简单的给大家介绍一下对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说其中TCP和RTU协议非常类似我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉然后在RTU协议的开始加上个和一个并通过TCPIP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较:协议开始标记结束标记校验传输效率程序处理ASCII:(冒号)CR,LFLRC低直观简单易调试RTU无无CRC高不直观稍复杂通过比较可以看到ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记因此在进行程序处理时能更加方便而且由于传输的都是可见的ASCII字符所以进行调试时就更加的直观另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII字符RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输比如RTU传输一个十六进制数xF,ASCII就需要传输’F’’’的ASCII码x和x两个字节这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议如果所需传输的数据量比较大最好能使用RTU协议。下面对两种协议的校验进行一下介绍。、LRC校验LRC域是一个包含一个位二进制值的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中接收设备在接收消息的过程中计算LRC并将它和接收到消息中LRC域中的值比较如果两值不等说明有错误。LRC校验比较简单它在ASCII协议中使用检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加即可。下面是它的VC代码:BYTEGetCheckCode(constchar*pSendBuf,intnEnd)获得校验码{BYTEbyLrc=charpBufintnData=for(i=i<endi=)i初始为避开“开始标记”冒号{每两个需要发送的ASCII码转化为一个十六进制数pBuf=pSendBufipBuf=pSendBufipBuf=''sscanf(pBuf,"x",nData)byLrc=nData}byLrc=~byLrcbyLrcreturnbyLrc}、CRC校验CRC域是两个字节包含一位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC并与接收到的CRC域中的值比较如果两值不同则有误。CRC是先调入一值是全“”的位寄存器然后调用一过程将消息中连续的位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的Bit数据对CRC有效起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。CRC产生过程中每个位字符都单独和寄存器内容相或(OR)结果向最低有效位方向移动最高有效位以填充。LSB被提取出来检测如果LSB为寄存器单独和预置的值或一下如果LSB为则不进行。整个过程要重复次。在最后一位(第位)完成后下一个位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。CRC添加到消息中时低字节先加入然后高字节。下面是它的VC代码:WORDGetCheckCode(constchar*pSendBuf,intnEnd)获得校验码{WORDwCrc=WORD(xFFFF)for(inti=i<nEndi){wCrc^=WORD(BYTE(pSendBufi))for(intj=j<j){if(wCrc){wCrc>>=wCrc^=xA}else{wCrc>>=}}}returnwCrc}对于一条RTU协议的命令可以简单的通过以下的步骤转化为ASCII协议的命令:、把命令的CRC校验去掉并且计算出LRC校验取代。、把生成的命令串的每一个字节转化成对应的两个字节的ASCII码比如x转化成x,x(的ASCII码和的ASCII码)。、在命令的开头加上起始标记“:”它的ASCII码为xA。、在命令的尾部加上结束标记CR,LF(xD,xA)此处的CR,LF表示回车和换行的ASCII码。所以以下我们仅介绍RTU协议即可对应的ASCII协议可以使用以上的步骤来生成。下表是Modbus支持的功能码:功能码名称作用读取线圈状态取得一组逻辑线圈的当前状态(ONOFF)读取输入状态取得一组开关输入的当前状态(ONOFF)读取保持寄存器在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值读取输入寄存器在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值强置单线圈强置一个逻辑线圈的通断状态预置单寄存器把具体二进值装入一个保持寄存器读取异常状态取得个内部线圈的通断状态这个线圈的地址由控制器决定回送诊断校验把诊断校验报文送从机以对通信处理进行评鉴编程(只用于)使主机模拟编程器作用修改PC从机逻辑控询(只用于)可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信探询该从机是否已完成其操作任务仅在含有功能码的报文发送后本功能码才发送读取事件计数可使主机发出单询问并随即判定操作是否成功尤其是该命令或其他应答产生通信错误时读取通信事件记录可是主机检索每台从机的Modbus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成记录会给出有关错误编程()可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑探询()可使主机与正在执行任务的从机通信定期控询该从机是否已完成其程序操作仅在含有功能的报文发送后本功能码才得发送强置多线圈强置一串连续逻辑线圈的通断预置多寄存器把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器报告从机标识可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态(和MICRO)可使主机模拟编程功能修改PC状态逻辑重置通信链路发生非可修改错误后是从机复位于已知状态可重置顺序字节读取通用参数(L)显示扩展存储器文件中的数据信息写入通用参数(L)把通用参数写入扩展存储文件或修改之~保留作扩展功能备用~保留以备用户功能所用留作用户功能的扩展编码~非法功能~保留留作内部作用~保留用于异常应答在这些功能码中较长使用的是、、、、、号功能码使用它们即可实现对下位机的数字量和模拟量的读写操作。、读可读写数字量寄存器(线圈状态):计算机发送命令:设备地址命令号起始寄存器地址高位低位读取的寄存器数高位低位CRC校验的低位CRC校验的高位例:CRC低CRC高意义如下:<>设备地址:在一个总线上可以挂接多个设备此处的设备地址表示想和哪一个设备通讯。例子中为想和号(十进制的是十六进制的)通讯。<>命令号:读取数字量的命令号固定为。<>起始地址高位、低位:表示想读取的开关量的起始地址(起始地址为)。比如例子中的起始地址为。<>寄存器数高位、低位:表示从起始地址开始读多少个开关量。例子中为个开关量。<>CRC校验:是从开头一直校验到此之前。在此协议的最后再作介绍。此处需要注意CRC校验在命令中的高低字节的顺序和其他的相反。设备响应:设备地址命令号返回的字节个数数据数据数据nCRC校验的低位CRC校验的高位例:CDBBEBCRC低CRC高意义如下:<>设备地址和命令号和上面的相同。<>返回的字节个数:表示数据的字节个数也就是数据n中的n的值。<>数据n:由于每一个数据是一个位的数所以每一个数据表示个开关量的值每一位为表示对应的开关断开为表示闭合。比如例子中表示号(索引号为)开关闭合号断开闭合闭合断开断开闭合闭合如果询问的开关量不是的整倍数那么最后一个字节的高位部分无意义置为。<>CRC校验同上。、读只可读数字量寄存器(输入状态):和读取线圈状态类似只是第二个字节的命令号不再是而是。、写数字量(线圈状态):计算机发送命令:设备地址命令号需下置的寄存器地址高位低位下置的数据高位低位CRC校验的低位CRC校验的高位例:ACFFCRC低CRC高意义如下:<>设备地址和上面的相同。<>命令号:写数字量的命令号固定为。<>需下置的寄存器地址高位低位:表明了需要下置的开关的地址。<>下置的数据高位低位:表明需要下置的开关量的状态。例子中为把该开关闭合。注意此处只可以是FF表示闭合表示断开其他数值非法。<>注意此命令一条只能下置一个开关量的状态。设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回否则不响应。、读可读写模拟量寄存器(保持寄存器):计算机发送命令:设备地址命令号起始寄存器地址高位低位读取的寄存器数高位低位CRC校验的低位CRC校验的高位例:BCRC低CRC高意义如下:<>设备地址和上面的相同。<>命令号:读模拟量的命令号固定为。<>起始地址高位、低位:表示想读取的模拟量的起始地址(起始地址为)。比如例子中的起始地址为。<>寄存器数高位、低位:表示从起始地址开始读多少个模拟量。例子中为个模拟量。注意在返回的信息中一个模拟量需要返回两个字节。设备响应:设备地址命令号返回的字节个数数据数据数据nCRC校验的低位CRC校验的高位例:BCRC低CRC高意义如下:<>设备地址和命令号和上面的相同。<>返回的字节个数:表示数据的字节个数也就是数据n中的n的值。例子中返回了个模拟量的数据因为一个模拟量需要个字节所以共个字节。<>数据n:其中数据数据分别是第个模拟量的高位和低位数据数据是第个模拟量的高位和低位以此类推。例子中返回的值分别是。<>CRC校验同上。、读只可读模拟量寄存器(输入寄存器):和读取保存寄存器类似只是第二个字节的命令号不再是而是。、写单个模拟量寄存器(保持寄存器):计算机发送命令:设备地址命令号需下置的寄存器地址高位低位下置的数据高位低位CRC校验的低位CRC校验的高位例:CRC低CRC高意义如下:<>设备地址和上面的相同。<>命令号:写模拟量的命令号固定为。<>需下置的寄存器地址高位低位:表明了需要下置的模拟量寄存器的地址。<>下置的数据高位低位:表明需要下置的模拟量数据。比如例子中就把号寄存器的值设为。<>注意此命令一条只能下置一个模拟量的状态。设备响应:如果成功把计算机发送的命令原样返回否则不响应。

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