編碼器脈沖計(jì)數(shù)采集模塊的詳細(xì)介紹
Modbus TCP協(xié)議
（1）、Modbus TCP數(shù)據(jù)幀：
在TCP/IP以太網(wǎng)上傳輸，支持Ethernet II和802.3兩種幀格式。圖3所示，Modbus TCP數(shù)據(jù)幀包含報(bào)文頭、功能代碼和數(shù)據(jù)3部分。
圖6：TCP/IP上的MODBUS的請(qǐng)求/響應(yīng)
（2）、MBAP報(bào)文頭描述：
MBAP報(bào)文頭(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus應(yīng)用協(xié)議)分4個(gè)域，共7個(gè)字節(jié)，如表1所示。
表1：MBAP報(bào)文頭
| 域 | 長(zhǎng)度（B) | 描述 |
| 傳輸標(biāo)識(shí) | 2個(gè)字節(jié) | 標(biāo)志某個(gè)MODBUS詢問/應(yīng)答的傳輸 |
| 協(xié)議標(biāo)志 | 2個(gè)字節(jié) | 0=MODBUS協(xié)議 |
| 長(zhǎng)度 | 2個(gè)字節(jié) | 后續(xù)字節(jié)計(jì)數(shù) |
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 1個(gè)字節(jié) | 串行鏈路或其它總線上連接的遠(yuǎn)程從站的識(shí)別碼 |
（3）、Modbus功能代碼：
Modbus功能碼分為3種類型，分別是：
(1)公共功能代碼：已定義好的功能碼，保證其唯一性，由Modbus.org認(rèn)可；
(2)用戶自定義功能代碼有兩組，分別為65～72和100～110，無需認(rèn)可，但不保證代碼使用的唯一性。如變?yōu)楣泊a，需交RFC認(rèn)可；
(3)保留的功能代碼，由某些公司使用在某些傳統(tǒng)設(shè)備的代碼，不可作為公共用途。
在常用的公共功能代碼中，IBF96支持部分的功能碼，詳見如下：
| 功能碼 | 名稱 | 說明 | |
| 01 | Read Coil Status | 讀取線圈狀態(tài) | 1表示高電平， 0表示低電平。 |
| 03 | Read Holding Register | 讀保持寄存器 | 1表示高電平， 0表示低電平。 |
| 05 | Write Single Coil | 寫單個(gè)線圈 | 1表示三極管導(dǎo)通， 0表示三極管斷開。 |
| 06 | Write Single Register | 寫單個(gè)寄存器 | 1表示三極管導(dǎo)通， 0表示三極管斷開。 |
| 15 | Write Multiple Coils | 寫多個(gè)線圈 | |
| 16 | Write Multiple Registers | 寫多個(gè)寄存器 |
（4）、支持的功能碼描述
01(0x01)讀線圈
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取線圈的1 至2000 連續(xù)狀態(tài)。請(qǐng)求PDU詳細(xì)說明了起始地址，即指定的第一個(gè)線圈地址和線圈編號(hào)。從零開始尋址線圈。因此尋址線圈1-16 為0-15。
根據(jù)數(shù)據(jù)域的每個(gè)位（bit）將響應(yīng)報(bào)文中的線圈分成為一個(gè)線圈。指示狀態(tài)為1= ON和0= OFF。第一個(gè)數(shù)據(jù)作為字節(jié)的LSB（最低有效位），后面的線圈數(shù)據(jù)依次向高位排列，來組成8位一個(gè)的字節(jié)。如果返回的輸出數(shù)量不是八的倍數(shù)，將用零填充最后數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位（bit）（一直到字節(jié)的高位端）。字節(jié)數(shù)量域說明了數(shù)據(jù)的完整字節(jié)數(shù)
功能碼01舉例，讀8通道DI數(shù)據(jù)，寄存器地址00033~00040：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 04 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 01 | 功能碼 | 01 | ||
| 起始地址Hi | 00 | 字節(jié)數(shù) | 01 | ||
| 起始地址Lo | 20 | 輸出狀態(tài)DI7-DI0 | 00 | ||
| 輸出數(shù)量Hi | 00 | ||||
| 輸出數(shù)量Lo | 08 |
03(0x03)讀保持寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼讀取保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容。請(qǐng)求PDU說明了起始寄存器地址和寄存器數(shù)量。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器1-16 為0-15。在響應(yīng)報(bào)文中，每個(gè)寄存器有兩字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)高位，第二個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)低位。
功能碼03舉例，讀8通道DI數(shù)據(jù)，寄存器地址40033：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 05 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 03 | 功能碼 | 03 | ||
| 起始地址Hi | 00 | 字節(jié)數(shù) | 02 | ||
| 起始地址Lo | 20 | 寄存器值Hi（0x00） | 00 | ||
| 寄存器編號(hào)Hi | 00 | 寄存器值Lo（DI7-DI0） | 00 | ||
| 寄存器編號(hào)Lo | 01 |
05(0x05)寫單個(gè)線圈
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上，使用該功能碼寫單個(gè)輸出為ON 或OFF。請(qǐng)求PDU說明了強(qiáng)制的線圈地址。從零開始尋址線圈。因此，尋址線圈地址1為0。線圈值域的常量說明請(qǐng)求的ON/OFF狀態(tài)。十六進(jìn)制值0xFF00請(qǐng)求線圈為ON。十六進(jìn)制值0x0000請(qǐng)求線圈為OFF。其它所有值均為非法的，并且對(duì)線圈不起作用。
正確的響應(yīng)應(yīng)答是和請(qǐng)求一樣的。
功能碼05舉例，設(shè)置通道DO0為ON，也就是為1，寄存器地址00001：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 06 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 05 | 功能碼 | 05 | ||
| 輸出地址Hi | 00 | 輸出地址Hi | 00 | ||
| 輸出地址Lo | 00 | 輸出地址Lo | 00 | ||
| 輸出值Hi | FF | 輸出值Hi | FF | ||
| 輸出值Lo | 00 | 輸出值Lo | 00 |
06(0x06)寫單個(gè)寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼寫單個(gè)保持寄存器。請(qǐng)求PDU說明了被寫入寄存器的地址。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器地址1為0。
正確的響應(yīng)應(yīng)答是和請(qǐng)求一樣的。
功能碼06舉例，設(shè)置通道DO0~DO7全部為1，16進(jìn)制為0xFF，寄存器地址40001：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 06 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 06 | 功能碼 | 06 | ||
| 寄存器地址Hi | 00 | 寄存器地址Hi | 00 | ||
| 寄存器地址Lo | 00 | 寄存器地址Lo | 00 | ||
| 寄存器值Hi | 00 | 寄存器值Hi | 00 | ||
| 寄存器值Lo | FF | 寄存器值Lo | FF |
15(0x0F)寫多個(gè)線圈
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備上，使用該功能碼寫多個(gè)輸出為ON 或OFF。請(qǐng)求PDU說明了強(qiáng)制的線圈地址。從零開始尋址線圈。因此，尋址線圈地址1為0。線圈值域的常量說明請(qǐng)求的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)由16進(jìn)制換算成二進(jìn)制按位排列，位值為1請(qǐng)求線圈為ON，位值為0請(qǐng)求線圈為OFF。
功能碼15舉例，設(shè)置通道DO0，DO1為ON，也就是為00000011，寄存器地址00001：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 06 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 0F | 功能碼 | 0F | ||
| 開始地址Hi | 00 | 開始地址Hi | 00 | ||
| 開始地址Lo | 00 | 開始地址Lo | 00 | ||
| 線圈數(shù)量Hi | 00 | 線圈數(shù)量Hi | 00 | ||
| 線圈數(shù)量Lo | 02 | 線圈數(shù)量Lo | 02 | ||
| 字節(jié)數(shù) | 01 | ||||
| 輸出值 | 02 |
16(0x10)寫多個(gè)寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中，使用該功能碼寫多個(gè)保持寄存器。請(qǐng)求PDU說明了被寫入寄存器的地址。從零開始尋址寄存器。因此，尋址寄存器地址1為0。功能碼16舉例，設(shè)置通道DO0和DO1的PWM值為5和6，寄存器地址40001：
| 請(qǐng)求 | 響應(yīng) | ||||
| 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | 字段名稱 | 十六進(jìn)制 | ||
| MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 | MBAP報(bào)文頭 | 傳輸標(biāo)識(shí) | 01 |
| 00 | 00 | ||||
| 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | 協(xié)議標(biāo)志 | 00 | ||
| 00 | 00 | ||||
| 長(zhǎng)度 | 00 | 長(zhǎng)度 | 00 | ||
| 06 | 06 | ||||
| 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | 單元標(biāo)識(shí)符 | 01 | ||
| 功能碼 | 10 | 功能碼 | 10 | ||
| 開始寄存器地址Hi | 00 | 開始寄存器地址Hi | 00 | ||
| 開始寄存器地址Lo | 00 | 開始寄存器地址Lo | 00 | ||
| 寄存器數(shù)量Hi | 00 | 寄存器數(shù)量Hi | 00 | ||
| 寄存器數(shù)量Lo | 02 | 寄存器數(shù)量Lo | 02 | ||
| 字節(jié)數(shù) | 04 | ||||
| 寄存器值Hi | 00 | ||||
| 寄存器值Lo | 05 | ||||
| 寄存器值Hi | 00 | ||||
| 寄存器值Lo | 06 |
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