Modbus 是Modicon公司于1979年开发的串行通信协议。它最初设计用于公司的可编程逻辑控制器（PLC）。 Modbus是一种开放式协议，支持使用RS232/RS485/RS422协议的串行设备。 它的简单性以及制造商可以免费将其纳入其产品的事实使其成为连接工业电子设备的最流行的方法。

采用Modbus协议时，有两种主要的传输方式。 它们是 Modbus RTU 和 Modbus ASCII. 本文旨在成为一个高级Modbus ASCII教程。 我们将首先概述与协议的ASCII和RTU实现相关的Modbus。

Modbus解决了通过串行线路在电子设备之间发送信息的问题。 该协议在遵循该协议的体系结构中实现 主/从模型. Modbus主站负责从其他设备请求信息。 标准Modbus网络中有一个Modbus主站。

主设备从从设备请求信息，最多可达247个 . 每个从设备由1到247之间的从设备地址标识。主设备查询从设备并接收从设备返回的信息的过程是 Modbus通信的意思. 除了从从设备请求信息之外，主设备还可以写入从设备的内部寄存器。

串行数据在比特流中的设备之间交换，其中每个比特是电压。 二进制数据用1表示，用负电压表示，零用正电压表示。

Modbus协议定义了功能代码和编码方案，用于将数据传输为单点（1位，线圈）或16位数据寄存器。 根据使用的传输方法封装数据包。 Modbus协议使用四个不同的表来存储从设备中的数据。 存在两个存储离散开或关值的线圈和两个存储数值的寄存器。 对于Modbus ASCII，消息使用ASCII字符集传递，使人们更容易阅读。

MODBUS的ASCII协议和RTU协议相比，MODBUS ASCII协议拥有开始和结束标记，而MODBUS RTU却没有，所以ASCII协议的程序中对数据包的处理能更加方便。MODBUS ASCII协议的DATA域传输的都是可见的ASCII字符，因此在调试阶段就显得更加直观，另外它的LRC校验程序也比较容易编写，这些都是MODBUS ASCII的优点。MODBUS ASCII的主要缺点是传输效率低，因为它传输的都是可见的ASCII字符，原来用RTU传输的数据每一个字节，用ASCII的话都要把这个字节拆分两个字节，比如RTU传输一个十六进制数0xF9，ASCII就需要传输字符’F’和字符’9’，对应的ASCII码0x46和0x39两个字节，这样它的传输的效率肯定就比RTU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。

还有一种Modbus要考虑的东西，那就是Modbus TCP。 这只是在TCP / IP网络上运行的Modbus的实现。 Modbus ASCII和Modbus TCP之间的主要区别在于，Modbus ASCII所需的LRC错误检查由IP层执行。

1、Modbus ASCII 在ASCII（AmericanStandard Code for Information Interchange）传输模式下，消息帧以英文冒号（“：”，ASCII3A Hex）开始，以回车和换号（CRLF，ASCII 0D and 0A Hex）符号结束，允许的传输的字符集为十六进制的09和AF；网络中的从设备监视传输通路上是否有英文冒号（“：”），如果有的话，就对消息帧进行解码，查看消息中的地址是否与自己的地址相同，如果相同的话，就接收其中的数据；如果不同的话，则不予理会。

在ASCII模式下，每个8位的字节被拆分成两个ASCII字符进行发送，比如十六进制数0xAF ,会被分解成ASCII字符“A”和“F”进行发送，发送的字符量比RTU增加一倍。ASCII模式的好处是允许两个字符之间间隔的时间长达1s而不引发通信故障，该模式采用纵向冗余校验（Longitudinal Redundancy Check ，LRC)） 的方法来检验错误.

2、Modbus RTU 在RTU（RemoteTerminal Unit）模式下，每个字节可以传输两个十六进制字符，比如十六进制数0xAF，直接以十六进制0xAF（二进制：10101111）进行发送，因此它的发送密度比ASCII模式高一倍；RTU模式采用循环冗余校验（CRC），下面是对RTU模式的总结：

具体格式如图 所示。

3、Modbus TCP modbus TCP和modbus RTU基本相同，但是也存在一些区别

a.从机地址变得不再重要，多数情况下忽略。从某种意义上说从机地址被IP地址取代

b.CRC校验变得不再重要，甚至可以忽略。由于TCP数据包中已经存在校验，为了不重复造轮子，modbus TCP干脆取消了CRC校验。

TCP 模式是为了让Modbus 数据顺利在以太网上传输产生的，使用TCP502 端口。该协议物理层，数据链路层，网络层，传输层都是基于TCP 协议，只在应用层，将Modbus 协议修改后封装进去; 接收端将该TCP 数据包拆封后，重新获得原始Modbus 帧，然后按照Modbus 协议规范进行解析，并将返回的数据包重新封装进TCP 协议中，返回到发送端。与串行链路传输的数据格式不同，TCP 模式去除了附加地址和校验，增加了报文头

多年从业积累的工控文档资料供君免费下载