ModbusRTU的几种常用功能码介绍及使用

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Modbus协议

Modbus特点

本文重点：ModbusRTU的功能码使用（以下数据均使用16进制）

1、功能码01：读1路或多路开关量线圈输出状态

例如：主机要读取地址为01，开关量DO1，DO2的输出状态。

从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：

主机发送的报文格式：

从机（PDM）响应返回的报文格式：

2、功能码02：读1路或多路开关量状态输入

例如：主机要读取地址为01，开关量DI1—DI4的输入状态。

从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：

主机发送的报文格式：

从机（PDM）响应返回的报文格式：

3、功能码03：读多路保持寄存器（寄存器可读可写，修改寄存器数据使用06或10功能码）

例如：主机要读取地址为01，起始地址为0002的3个从机寄存器数据。

从机（PDM）数据寄存器的地址和数据为：

主机发送的报文格式：

从机（PDM）响应返回的报文格式：

4、功能码04：读多路输入寄存器（寄存器只能读取不能写入）

5、功能码05：写1路开关量输出

例1：开关量输出点DO1，其当前状态为“分”，主机要控制该路继电器“合”。

主机发送的报文格式：

6、功能码06：写单路寄存器

例如：主机要把数据1E34保存到地址为000B的从机寄存器中（从机设备地址为01），此数据将覆盖寄存器地址里原来的存储信息。

主机发送的报文格式：

7、功能码10：写多路寄存器

主机发送的报文格式：

从机（PDM）响应返回的报文格式：

附：ModbusCRC16校验算法

/* * * 函 数 名: ModbusCRC16 * 功能说明: 标准ModBusCRC16校验计算 * 形 参：buf:需要校验的数据 len:需要校验的数据长度 * 返 回 值: 校验码 * */ unsigned short ModbusCRC16( unsigned char * aData, unsigned int aSize ) { 
      unsigned short CRC_OUT=0XFFFF; unsigned int i,j; unsigned char crc_low,crc_high; for(i=0;i<aSize;i++) { 
      CRC_OUT^=aData[i]; for(j=0;j<8;j++) { 
      if( (CRC_OUT&0x01)==0x01) { 
      CRC_OUT>>=1; CRC_OUT^=0XA001; } else { 
      CRC_OUT>>=1; } } } //exchange high and low 8 bit crc_low=(unsigned char)CRC_OUT; crc_high=(unsigned char)(CRC_OUT>>8); CRC_OUT=(unsigned short int)((crc_low<<8)+crc_high); return CRC_OUT; } 

当然，我们也可以使用查表法来计算CRC校验码：

// CRC 高位字节值表 static const uint8_t s_CRCHi[] = { 
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40 } ; // CRC 低位字节值表 const uint8_t s_CRCLo[] = { 
      0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3, 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26, 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40 }; /* * * 函 数 名: CRC16_Modbus * 功能说明: 计算CRC。 用于Modbus协议。 * 形 参: _pBuf : 参与校验的数据 * _usLen : 数据长度 * 返 回 值: 16位整数值。 对于Modbus ，此结果高字节先传送，低字节后传送。 * * 所有可能的CRC值都被预装在两个数组当中，当计算报文内容时可以简单的索引即可； * 一个数组包含有16位CRC域的所有256个可能的高位字节，另一个数组含有低位字节的值； * 这种索引访问CRC的方式提供了比对报文缓冲区的每一个新字符都计算新的CRC更快的方法； * * 注意：此程序内部执行高/低CRC字节的交换。此函数返回的是已经经过交换的CRC值；也就是说，该函数的返回值可以直接放置 * 于报文用于发送； * */ uint16_t CRC16_Modbus(uint8_t *_pBuf, uint16_t _usLen) { 
      uint8_t ucCRCHi = 0xFF; /* 高CRC字节初始化 */ uint8_t ucCRCLo = 0xFF; /* 低CRC 字节初始化 */ uint16_t usIndex; /* CRC循环中的索引 */ while (_usLen--) { 
      usIndex = ucCRCHi ^ *_pBuf++; /* 计算CRC */ ucCRCHi = ucCRCLo ^ s_CRCHi[usIndex]; ucCRCLo = s_CRCLo[usIndex]; } return ((uint16_t)ucCRCHi << 8 | ucCRCLo); }