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Modbus協議功能碼及格式解析

發布時間：

2025-01-13

在工業自動化和設備通信中，Modbus協議作為一種常見的串行通信協議，廣泛應用于PLC、傳感器、變頻器等設備之間的數據交換。Modbus協議通過特定的功能碼來實現不同的操作。今天，我們就來詳細解析Modbus協議的功能碼及其格式。

一、Modbus協議格式概述

Modbus協議的數據格式主要包括以下部分：

  1. 地址域（Address）：

 1字節，表示設備的地址。

  1. 功能碼（Function Code）：

 1字節，表示要執行的操作類型。

  1. 數據域（Data）：

 N字節，表示操作所需要的數據或響應的數據。

  1. CRC校驗（CRC）：

 2字節，用于數據完整性校驗。

Modbus協議的基本數據格式如下：

  •  
| 地址域 | 功能碼 | 數據域 | CRC校驗 |


 


 

二、常見Modbus功能碼及其含義

Modbus協議支持多種功能碼，每種功能碼對應不同的操作或請求。以下是常見功能碼的詳細介紹：

1. 功能碼0x01：讀取線圈狀態（Read Coils）

功能碼0x01用于讀取一個或多個線圈（Coils）狀態（開/關）。該操作允許主機獲取從設備的輸出狀態。

  • 請求格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 讀取數量（2字節） | CRC校驗 |


 


 

  • 響應格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 字節數（1字節） | 數據 | CRC校驗 |


 


 

數據：每個字節代表8個線圈的狀態，按位表示（1為開，0為關）。

示例：主機請求讀取地址為0x01設備的起始地址0x0000到0x0007的線圈狀態。 請求：
01 01 00 00 00 07 CRC

響應：
01 01 01 80 CRC
表示設備0x01的線圈狀態為：0x80（0b10000000）（即第一個線圈開，第二個線圈關，依此類推）。

2. 功能碼0x02：讀取離散輸入狀態（Read Discrete Inputs）

功能碼0x02用于讀取一個或多個離散輸入（Discrete Inputs）的狀態。

  • 請求格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 讀取數量（2字節） | CRC校驗 |


 


 

  • 響應格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 字節數（1字節） | 數據 | CRC校驗 |


 


 

示例：主機請求讀取地址為0x01設備的起始地址0x0000到0x0007的離散輸入狀態。 請求：
01 02 00 00 00 07 CRC

響應：
01 02 01 80 CRC
表示設備0x01的離散輸入狀態為：0x80。

3. 功能碼0x03：讀取保持寄存器（Read Holding Registers）

功能碼0x03用于讀取一個或多個保持寄存器的值。保持寄存器通常用于存儲設備的配置參數或測量結果。

  • 請求格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 讀取數量（2字節） | CRC校驗 |


 


 

  • 響應格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 字節數（1字節） | 數據（N字節） | CRC校驗 |


 


 

示例：主機請求讀取設備0x01的起始地址0x0000的2個保持寄存器。 請求：
01 03 00 00 00 02 CRC

響應：
01 03 04 00 01 00 02 CRC
表示第一個寄存器的值為0x0001，第二個寄存器的值為0x0002。

4. 功能碼0x04：讀取輸入寄存器（Read Input Registers）

功能碼0x04用于讀取一個或多個輸入寄存器的值。輸入寄存器通常用于讀取傳感器等設備的測量數據。

  • 請求格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 讀取數量（2字節） | CRC校驗 |


 


 

  • 響應格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 字節數（1字節） | 數據（N字節） | CRC校驗 |


 


 

示例：主機請求讀取設備0x01的輸入寄存器值。 請求：
01 04 00 00 00 02 CRC

響應：
01 04 04 00 01 00 02 CRC
表示第一個輸入寄存器的值為0x0001，第二個寄存器的值為0x0002。

5. 功能碼0x05：強制單個線圈（Force Single Coil）

功能碼0x05用于強制設置單個線圈的狀態為開或關。

請求格式：

  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 狀態（2字節） | CRC校驗 |


 


 


 

狀態：0xFF00表示開，0x0000表示關。

響應格式：

  •  
| 地址域 | 功能碼 | 起始地址（2字節） | 狀態（2字節） | CRC校驗 |


 


 


 

示例：主機請求設置設備0x01的線圈0x0000為開狀態。 請求：
01 05 00 00 FF 00 CRC

響應：
01 05 00 00 FF 00 CRC

6. 功能碼0x06：寫單個寄存器（Write Single Register）

功能碼0x06用于寫入一個保持寄存器的值。

  • 請求格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 寄存器地址（2字節） | 數據（2字節） | CRC校驗 |


 


 

  • 響應格式：
  •  
| 地址域 | 功能碼 | 寄存器地址（2字節） | 數據（2字節） | CRC校驗 |


 


 

示例：主機請求寫入設備0x01的保持寄存器地址0x0000，值為0x0001。 請求：
01 06 00 00 00 01 CRC

響應：
01 06 00 00 00 01 CRC