一：modbus起源
1.起源
Modbus由Modicon公司于1979年开发，是一种工业现场总线协议标准。
Modbus通信协议具有多个变种，其中有支持串口，以太网多个版本，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三种
其中Modbus TCP是在施耐德收购Modicon后1997年发布的。
- 分类：
1）Modbus RTU
运行在串口上的协议，采用二进制表现形式以及紧凑的数据结构，通信效率较高，应用比较广泛
2）Modbus ASCII
运行在串口上的协议，采用ASCII码进行传输，并且每个字节的开始和结束都有特殊字符作为标志，传输效率远远低于Modbus RTU，一般只有通讯量比较少时才会考虑它。
注：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0xAF（1010 1111），会被分解成ASCII字符“A”（0100 0001）和”F”（0100 0110）进行发送，其发送量显然比RTU增加一倍。
3）Modbus TCP
运行在以太网上的协议
- 优势：
免费、简单、容易使用
- 应用场景：
Modbus协议是现在国内工业领域应用最多的协议，不只PLC设备，各种终端设备，比如水控机、水表、电表、工业秤、各种采集设备。
- ModbusTCP特点（掌握）：
1）采用主从问答式通信
2）Modbus TCP是应用层协议，基于传输层的TCP进行通信的
注：更好的理解网络模型的分层特点：
各层之间独立，每一层不需要知道下一层如何实现
当任何一层发生变化时，只要层间接口关系保持不变，则这层以上或以下层不受影响。
3）Modbus TCP端口号默认502
- ModbusTCP的协议格式
ModbusTcp协议包含三部分：报文头、功能码、数据
MBAP:Modbus Application Protocol (modbus报文头)
PDU：Protocol Data Unit（协议数据单元）
Modbus TCP/IP协议最大数据帧长度为260字节
1.报文头
包含7个字节
二:寄存器
一共有四种类型的寄存器，分别是：线圈、离散量输入、输入寄存器、保持寄存器。
离散量和线圈其实就是位寄存器（每个寄存器数据占1字节），工业上主要用于控制IO设备。输入和保持寄存器是字寄存器（每个寄存器数据占2个字节），工业上主要用于存储工业设备的值。
- 离散量和线圈其实就是位寄存器（每个寄存器数据占1字节），工业上主要用于控制IO设备。
线圈寄存器，类比为开关量，每一个bit都对应一个信号的开关状态。所以一个byte就可以同时控制8路的信号。比如控制外部8路io的高低。 线圈寄存器支持读也支持写，写在功能码里面又分为写单个线圈寄存器和写多个线圈寄存器。
读可以用一个功能码表示读多个或者读单个
对应3个功能码
离散输入寄存器，离散输入寄存器就相当于线圈寄存器的只读模式，他也是每个bit表示一个开关量，而他的开关量只能读取输入的开关信号，是不能够写的。比如我读取外部按键的按下还是松开。
对应功能码1个
2. 输入和保持寄存器是字寄存器（每个寄存器数据占2个字节），工业上主要用于存储工业设备的值。
保持寄存器，这个寄存器的单位不再是bit而是两个byte，也就是可以存放具体的数据量的，并且是可读写的。比如空调检测到的室温，这是不可以修改的，因为室温是根据实际的物理环境决定的。
功能码有对应的三个
输入寄存器，这个和保持寄存器类似，但是也是只支持读而不能写。一个寄存器也是占据两个byte的空间。类比我我通过读取输入寄存器获取现在的温度传感器的值
对应的功能码也就一个
总结：
读都是可以一个功能码读多个或单个的。而写是分为写单个和写多个需要两个功能码。
所以对于只读的寄存器都只有一个功能码，而可读可写的寄存器都有三个功能码
-
- 功能码
功能码占一个字节
写多个线圈0X0F
写多个保持寄存器0X10
具体协议分析可参考：
读数据：
主机--》从机
报文头----功能码---起始地址---数量
从机---》主机
报文头----功能码---字节计数---数据
写单个线圈
写单个
主机--》从机
报文头---功能码---地址--- 通/断标志 /数据
从机--》主机
原文返回
写多个线圈寄存器
写多个
主机--》从机
报文头---功能码--起始地址--数量--字节计数--数据
从机--》主机
报文头---功能码--起始地址--数量
主机询问数据流
00 00 00 00 00 06 01 03 00 63 00 02
03：功能码
0x0063：起始地址 6*16+3=99 ,40100
0002：个数 40100 40101
从机应答数据流
00 00 00 00 00 07 01 03 04 02 13 30 08
03：功能码
04：字节计数
0213 ：40100数据
3008： 40101数据
练习：
- 读传感器数据，读1个寄存器数据，写出主从数据收发协议。
00 00 00 00 00 06 11 01 00 01 00 01
00 00 00 00 00 04 11 01 01 00
- 写出控制IO设备开关的协议数据，操作1个线圈,置1。
00 00 00 00 00 06 11 05 00 63 ff 00
00 00 00 00 00 06 11 05 00 63 ff 00
标签：协议,00,字节,--,---,Tcp,Modbus,寄存器 From： https://blog.csdn.net/m0_65222138/article/details/140360121