Modbus常用功能碼學習及實例

雖然MODBUS支持諸多功能碼，但其中隻涉及到四種寄存器：線圈寄存器、離散輸入寄存器、保持寄存器、輸入寄存器。
隻要搞清楚寄存器的本質和功能碼的聯係，其實理解功能碼就很簡單。

線圈寄存器：可以類比為(wei) 開關(guan) 量，每個(ge) bit都對應一個(ge) 信號的開關(guan) 狀態。所以一個(ge) 字節可以同時控製8路的信號。比如控製外部8路io的高低。 線圈寄存器支持讀也支持寫(xie) ，比如控製或者讀取電磁閥的開關(guan) 誌狀態。對應的功能碼有：0x01 0x05 0x0f

離散輸入寄存器：離散輸入寄存器相當於(yu) 線圈寄存器的隻讀模式，每個(ge) bit表示一個(ge) 開關(guan) 量，而他的開關(guan) 量隻能讀取，不能夠寫(xie) 入。隻能通過外部設定改變輸入狀態，比如我可以讀取外部按鍵的按下還是鬆開，但是控製不了按鍵。對應的功能碼有：0x02

保持寄存器：寄存器的單位不再是bit而是兩(liang) 個(ge) byte，也就是可以存放具體(ti) 的數據量的，並且是可讀寫(xie) 的。比如我不到那可以讀取傳(chuan) 感器報警上限下限，也可以設置它的大小。對應的功能碼有：0x03 0x06 0x10

輸入寄存器：輸入寄存器相當於(yu) 保持寄存器的隻讀模式，也是隻支持讀而不能寫(xie) 。一個(ge) 寄存器也是占據兩(liang) 個(ge) 字節的空間。比如通過讀取輸入寄存器獲取現在的模擬量采樣值。對應的功能碼有 0x04

MODBUS支持很多功能碼，但是在實際應用的時候常用的也就那麽(me) 幾個(ge) 。

上麵介紹了Modbus的四個(ge) 寄存器種類：線圈寄存器、離散輸入寄存器、保持寄存器、輸入寄存器，從(cong) 寄存器角度理解了對應功能碼。下麵列出常用功能碼，具體(ti) 如下：

1.功能碼：01H 讀線圈寄存器

1）功能：讀從(cong) 站線圈寄存器，位操作，可讀單個(ge) 或者多個(ge)
2）主機發送指令：
主機發送數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器起始地址+寄存器數量+校驗碼
假設從(cong) 站地址為(wei) 0x01，線圈寄存器開始地址0x0021，結束地址0x002c，即寄存器地址範圍為(wei) ：0x0021~0x0032，總共讀取12個(ge) 連續線圈的狀態值，則主機發送指令如下圖所示：

3）從(cong) 站響應返回：
從(cong) 站響應返回數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+返回字節數+數據值+校驗碼
其中，返回數據值的每一位對應線圈狀態，線圈狀態為(wei) ON時，其值為(wei) 1；狀態為(wei) OFF時，其值為(wei) 0；
【數據以小端的形式進行存儲(chu) ，即最低有效位存放於(yu) 內(nei) 存最低位地址（位於(yu) 二進製的右側(ce) ）。每8個(ge) 位組成一個(ge) 字節，當線圈的數量不是8的倍數時，剩餘(yu) 的位數添0補位。】

本例中讀取12個(ge) 線圈，12/8商1餘(yu) 4，因此需要2個(ge) 字節存放應答數據，返回字節數為(wei) 2。
字節1存放線圈編號21~28的數值（小端字節序，線圈28的值存放在bit7，線圈21的值存放在bit0）；
字節2存放線圈編號29~32的數值，剩餘(yu) 位數添0補位；

上表中data1表示0x0021-0x0028的線圈狀態，data1的最低位代表最低地址的線圈狀態；
data1:0xCB=1100 1011，則data1線圈狀態如下表所示：

data2表示地址0x0030-0x0038的線圈狀態，不夠8位，字節高位填充為(wei) 0。
data2：0x0B=0000 1011，則data2線圈狀態如下表所示：

2.功能碼：02H 讀離散輸入寄存器

1）功能：讀離散輸入寄存器，位操作，可讀單個(ge) 或多個(ge) ，類似功能碼0X01，此處省略；

3.功能碼：03H 讀保持寄存器

1）功能：讀從(cong) 站保持寄存器，字節操作，可讀單個(ge) 或者多個(ge) ；每個(ge) 保持寄存器占2個(ge) 字節（16位）；
2）主機發送指令：
主機發送數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器起始地址+寄存器數量+校驗碼
假設從(cong) 站地址為(wei) 0x03，保持寄存器開始地址為(wei) 0x003B，結束地址0x003D，即寄存器地址範圍為(wei) ：0x003B~0x003D，總共讀取3個(ge) 保持寄存器的數據，則主機發送指令如下圖所示：

3）從(cong) 站響應返回：
從(cong) 站響應返回數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+返回字節數+數據值+校驗碼

本例中讀取3個(ge) 保持寄存器，每個(ge) 保持寄存器占2個(ge) 字節，因此需要6個(ge) 字節存放應答數據，返回字節數為(wei) 6。
0x003B~0x003D保持寄存器的數值如下圖所示：

4.功能碼：04H 讀輸入寄存器

1）功能：讀輸入寄存器，字節操作，可讀單個(ge) 或多個(ge) ，類似功能碼0X03，此處省略；

5.功能碼：05H 寫單個線圈寄存器

1）功能：對單個(ge) 線圈進行寫(xie) 操作，位操作，隻能寫(xie) 一個(ge) 。寫(xie) 入0xFF00表示將線圈置為(wei) ON，寫(xie) 入0x0000表示將線圈置為(wei) OFF，其它值無效；
2）主機發送指令：
主機發送數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器起始地址+數據值+校驗碼
假設從(cong) 站地址為(wei) 0x03，線圈寄存器起始地址為(wei) 0x0032，要將其設置為(wei) ON，則主機發送指令如下表所示：

3）從(cong) 站響應返回：
從(cong) 站應答數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器地址+寫(xie) 入值+校驗碼
如果數據成功寫(xie) 入，則應答數據與(yu) 請求數據一樣，如下表所示：

6.功能碼：06H 寫單個保持寄存器|

1）功能：對單個(ge) 保持寄存器進行寫(xie) 操作，字節操作，隻能寫(xie) 一個(ge) 。
2）主機發送指令：
主機發送數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器起始地址+數據值+校驗碼
假設從(cong) 站地址為(wei) 0x01，線圈寄存器起始地址為(wei) 0x0048，寫(xie) 入數值為(wei) 0x1234，則主機發送指令如下表所示：

3）從(cong) 站響應返回：
從(cong) 站應答數據包括：從(cong) 站地址+功能碼+寄存器地址+寫(xie) 入值+校驗碼
如果數據成功寫(xie) 入，則應答數據與(yu) 請求數據一樣。