10.5Modbus功能碼詳解

本節(jié)大部分內(nèi)容參考《Modbus軟件開發(fā)實戰(zhàn)指南》。

10.5.1

功能碼概要

Modbus標準在協(xié)議中規(guī)定了以下3類Modbus功能碼。

公共功能碼：

①被明確定義的功能碼

②保證唯一性

③由Modbus協(xié)會確認，并提供公開的文檔

④可進行一致性測試

⑤包括協(xié)議定義的功能碼和保留將來使用的功能碼

用戶自定義功能碼：

①有兩個用戶自定義功能碼區(qū)域，分別是65~72和100~110。

②用戶自定義，無法保證唯一性。

保留功能碼：

保留功能碼因為歷史遺留原因，某些公司的傳統(tǒng)產(chǎn)品現(xiàn)行使用的功能碼不作為公共使用。

10.5.2

0x01）讀取線圈

1. 功能說明

01功能碼用于讀取從設(shè)備的線圈或離散量輸出的狀態(tài)，即各Do（DiscreteOutput，離散輸出）的ON/OFF狀態(tài)。消息幀中指定了需要讀取的線圈起始地址和線圈數(shù)目。需要注意的是，在Modbus協(xié)議規(guī)定的PDU中，所有線圈或寄存器地址都必須從0開始計算。

2. 查詢報文

如下表所示，查詢幀的消息中定義了從設(shè)備地址為3，并讀取從設(shè)備的Modbus地址0001900055（線圈地址 0002000056）共計37個狀態(tài)值。起始線圈地址為0x13（即十進制00019），因為線圈地址是從0開始計數(shù)的。

功能碼01查詢報文示例：

Modbus協(xié)議規(guī)定，起始地址由2字節(jié)構(gòu)成，取值范圍為0x0000~0xFFFF。

線圈數(shù)量由2字節(jié)構(gòu)成，取值范圍為0x0001~0x07D0（即+進制1~2000）另外，注意觀察ASCII模式和RTU模式的區(qū)別，ASCII模式直接按每4位拆分成對應(yīng)的字符表示。

3. 響應(yīng)報文

在響應(yīng)報文的數(shù)據(jù)字段中，每個線圈占用1位（bit），狀態(tài)被表示為1=ON和O=OFF兩種類型。第1個數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB（最低有效位）標識查詢報文中的起始地址線圈的狀態(tài)值，其他線圈以此類推，一直到這個字節(jié)的MSB（最高有效位）為止，并在后續(xù)字節(jié)中按照同樣的方式（由低到高）排列。

例如，下表中線圈20~27的狀態(tài)值分別是ON-ON-OFF OFF-ON-OFF-ON-OFF表示為二進制則為01010011（0x53），注意觀察對應(yīng)的順序。1字節(jié)可以表示8個線圈的狀態(tài)如果最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中不能填滿8個線圈的狀態(tài)，則用0填充。對應(yīng)于查詢報文中需要讀取37個線圈的狀態(tài)，共需要5字節(jié)保存狀態(tài)值。

功能碼01響應(yīng)報文示例：

10.5.3

（0x02）讀取離散量輸入值

1. 功能說明

02功能碼用于讀取從設(shè)備的離散輸入，即DI（Discrete Input）的ON/OFF狀態(tài)。消息頓中指定了需要讀取的離散輸入寄存器的起始地址和數(shù)目，可以讀取1~2000個連續(xù)的離散量輸入狀態(tài)如果從設(shè)備接受主設(shè)備的請求則回復功能碼02，并返回離散量且輸入各變量的當前狀態(tài)。如果返回的離散輸入數(shù)量的個數(shù)不是8的整數(shù)倍，將用0填充最后的數(shù)據(jù)字節(jié)的剩余位。

2. 查詢報文

如下表所示，查詢頓的消息中定義了從設(shè)備的地址為3，并讀取從設(shè)備的離散輸入寄存器中地址10101~10120（Modbus地址表示為十進制100~119）共計20個離散輸入狀態(tài)值。從下表中可以發(fā)現(xiàn)，起始地址為0x64（即十進制100），因為消息PDU中的Modbus地址從0開始計數(shù)。

功能碼02查詢報文示例：

與5.4.2節(jié)中的功能碼（01（0x01）讀取線圈/離散量輸出狀態(tài)（ReadCoil status/DOs））一樣，本功能碼的起始地址由2字節(jié)構(gòu)成，取值范圍為0x0000~0xFFFF；離散量數(shù)量由2字節(jié)構(gòu)成，取值范圍為0x0001~0x07D0（即十進制1~2000），最多一次性可讀取2000人離散輸入狀態(tài)值。

3. 響應(yīng)報文

響應(yīng)報文的各項構(gòu)成和意義與5.4.2章節(jié)的功能碼（01（0x01）讀取線圈/離散量輸出狀態(tài)（Re-ad Coil Status/DOs））一樣，如下表所示：

功能碼02響應(yīng)報文示例

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