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Modbus基礎知識講解：
詳解Modbus通信協議—清晰易懂

Modbus學習必備的三大神器分別是ModbusPoll、ModbusSlave及VSPD，可以非常方便的進行modbus調試

ModbusPoll軟件主要用于仿真Modbus主站或Modbus客戶端
ModbusSlave軟件主要用于仿真Modbus從站或Modbus服務器
而VSPD全稱Configure Virtual Serial Port Driver，是用來給電腦創建虛擬串口使用的。
 

Modbus Poll ：Modbus主機仿真器，用于測試和調試Modbus從設備。該軟件支持ModbusRTU、ASCII、TCP/IP。用來幫助開發人員測試Modbus從設備，或者其它Modbus協議的測試和仿真。它支持多文檔接口，即，可以同時監視多個從設備/數據域。每個窗口簡單地設定從設備ID，功能，地址，大小和輪詢間隔。你可以從任意一個窗口讀寫寄存器和線圈。如果你想改變一個單獨的寄存器，簡單地雙擊這個值即可。或者你可以改變多個寄存器/線圈值。提供數據的多種格式方式，比如浮點、雙精度、長整型（可以字節序列交換）。

Modbus Slave： Modbus從設備仿真器，可以仿真32個從設備/地址域。每個接口都提供了對EXCEL報表的OLE自動化支持。主要用來模擬Modbus從站設備,接收主站的命令包,回送數據包。幫助Modbus通訊設備開發人員進行Modbus通訊協議的模擬和測試，用于模擬、測試、調試Modbus通訊設備。可以32個窗口中模擬多達32個Modbus子設備。與Modbus Poll的用戶界面相同，支持功能01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 22和23，監視串口數據。

Virtual Serial Port Driver 9.0 虛擬com端口工具

Virtual Serial Port Driver 9.0使用

Modbus調試需要需要兩臺電腦聯機或者上位機與下位機進行調試。有了這個工具后就可以在一個電腦上虛擬出兩個連接的com端口，就可以在一臺電腦上進行調試。

安裝過程一直點next即可，這里不再闡述，安裝完成之后打開軟件，主體是下圖

我們分成兩個部分，左邊是虛擬串口的設置，右邊是虛擬串口的添加
 

注意添加虛擬串口時盡量選擇較大的COM口，因為較小的COM口可能被電腦的鍵盤，鼠標，U盤等設備占用，會出現沖突。

我這里選擇COM10跟COM11 點擊Add virtual pair在左邊就可以看到建立的虛擬串口。
 

在此電腦----右鍵----管理----設備管理器->端口中查看是否新加了兩個端口：
 

Modbus Poll使用

安裝過程一直點next即可，安裝完成之后破解一下(輸一下密鑰，很簡單)，軟件界面如下圖所示。
 
狀態框：

• Tx = 0表示向主站發送數據幀次數，圖中為0次；
• Err = 0表示通訊錯誤次數，圖中為0次；
• ID = 1表示模擬的Modbus子設備的設備地址，圖中地址為1；
• F = 03表示所使用的Modbus功能碼，圖中為03功能碼；
• SR = 1000ms表示發送周期，1S一次。
• 紅字部分，表示當前的錯誤狀態，“No Connection”表示未連接狀態。

單擊Setup----Read/Write Definition… 或者按F8進行參數設置，會彈出參數設置對話框。
 

• Slave ID為要訪問的Modbus從機的地址，

• Function 功能碼的選擇，

• Address 為寄存器起始地址，根據功能碼的不同，訪問地址不同

• Quantity：為訪問寄存器個數，

• Scan Rate為讀取數據周期，輪詢發送，單位毫秒，

Modbus協議同時規定了二十幾種功能碼，但是常用的只有8種，用于對存儲區的讀寫，如下表所示：

當然我們用的最多的就是03和06 一個是讀取數據，一個是修改數據。

關于功能碼以及寄存器地址

看這篇講解原理的文章：
詳解Modbus通信協議—清晰易懂

點擊Display可以設置數據的顯示方式，默認為Signed方式(16進制無符號二進制)，數據范圍為-32768~32767

點擊 Connection -> Connect或者按“F3”進行連接

端口主從機分別選擇我們虛擬出來的com10和com11端口，其他選項如波特率9600,比特位8，校驗位1，無等價位等可以保持不變，然后點擊確定進行連接，未連接成功窗口第二行會給出提示信息。
 

• Response Timeout，表示讀取超時時間，從站在超時時間內沒有返回數據，則認為通訊失敗。
• Delay Between Polls，每次掃描的最小間隔時間，默認為20ms。
• Remote Modbus Server，表示TCP/IP模式時的終端從站設備的網絡設置。
• IP Address，表示TCP/IP模式時從站IP地址。
• Port，表示TCP模式時從站網絡端口
• Connect Timeout 表示TCP鏈接超時時間
• IPV4/IPV6

這里我們等從機設置完成再進行連接

修改寄存器值(06或16功能碼時生效)：

在主窗口寄存器地址上雙擊鼠標，彈出修改對話框，如下圖：
 

• Slave為Modbus從站的地址
• Address 為當前操作的寄存器的地址
• Value 修改的值 范圍為-32768——32767
• Use Function 設置功能碼，是06還是16

Modbus Slave使用

安裝過程一直點next即可，安裝完成之后破解一下(輸一下密鑰，很簡單)，軟件界面如下圖所示。
 

• ID 表示從機的地址
• F 功能碼
• 下方為寄存器數據

點擊Setup----slave definition 設置從機數據
 
點擊 Connection -> Connect或者按“F3”進行連接
 
要注意的一個區別是從機這里的Function 是4個存儲區

• 輸出線圈
• 輸入線圈
• 保持寄存器
• 輸入寄存器

Modbus協議規定了4個存儲區 分別是0 1 3 4區 其中1區和4區是可讀可寫，1區和3區是只讀。

和主機部分基本一致，不再闡述，就是要注意主機如果選擇COM10 從機就要選擇COM11

雙擊從機寄存器數據框，即可修改寄存器數據
 

查看通訊數據幀：
點擊“Display”----“Communicatio”,可以調出串口收發數據幀監視信息對話框，用來查看分析收發的數據幀。如下圖所示：

 
如果是從機 Rx為接收到的主機消息幀
Tx為發送到的主機數據

我們可以對數據進行分析

1、主機對從機讀數據操作

主機發送報文格式如下：

含義：

0x01：從機的地址
0x03：查詢功能，讀取從機寄存器的數據
0x00 0x00： 代表讀取的起始寄存器地址.說明從0x0000開始讀取.
0x00 0x0A： 查詢的寄存器數量為0x000A(10)個 Modbus把數據存放在寄存器中,通過查詢寄存器來得到不同變量的值,一個寄存器地址對應2字節數據; 寄存器地址對應著從機實際的存儲地址
0x62 0x67： 循環冗余校驗 CRC

從機回復報文格式如下：

含義：

0x01：從機的地址
0x03：查詢功能，讀取從機寄存器的數據
0x14： 返回字節數為14個
0x00… 0x00：寄存器的值
0x62 0x67： 循環冗余校驗 CRC

從機修改寄存器值，主機接收也會改變 功能碼03

主機修改寄存器值，從機寄存器值會改變 功能碼06