Modbus協議采用主從(cong) 式通信，日常使用較多的是Modbus RTU和Modbus TCP/IP兩(liang) 種。

比較常用的Modbus通信調試軟件有ModScan32和ModSim32。

ModScan32主要用來模擬主設備，它可以發送指令到從(cong) 設備（使用Modbus協議的智能儀(yi) 表等設備終端），從(cong) 機響應之後，就可以在界麵上返回相應寄存器的數據。

ModSim32用來模擬從(cong) 設備，它可以模擬采用Modbus協議的智能終端。

在和組態軟件交互的過程中，咱們(men) 的板子或者軟件一般作為(wei) 從(cong) 設備，為(wei) 了了解Modbus協議的具體(ti) 交互過程，我們(men) 今天來使用ModScan32軟件和串口助手來調試一下Modbus協議。

實現目標

熟悉ModScan32軟件的使用
串口助手模擬從(cong) 設備與(yu) ModScan32軟件進行數據交互

素材獲取

本文相關(guan) 軟件及Modbus協議手冊(ce) 的獲取方式在微信交流群內(nei) 發布。

測試前提

創建一對虛擬串口供調試使用。

我們(men) 這裏選擇COM4和COM5，使用這一對虛擬串口可以實現，COM4發送的數據可以轉發至COM5中，反過來，COM5發送的數據可以轉發到COM4中，通過這兩(liang) 個(ge) COM口可以實現數據的交互。

ModScan32軟件使用教程

ModScan32是一個(ge) 運行在Windows下，作為(wei) 在RTU或者ASCII傳(chuan) 輸模式下的Modbus協議主設備的應用程序。

把一個(ge) 或多個(ge) Modbus從(cong) 站設備通過串口，調製解調器或者網絡連接到電腦上，就可以使用ModScan 讀取和修改數據點。

打開軟件

雙擊ModScan32.exe打開軟件。

軟件界麵介紹

窗口右上角有兩(liang) 個(ge) 計數：

Number of Polls： 表示ModScan32軟件發送的數據包個(ge) 數；

Valid Slave Responses： 表示從(cong) 設備返回的應答個(ge) 數。

如果這兩(liang) 個(ge) 計數都在增加，表明數據通訊正常。

連接串口

首先要對安裝Modbus設備的串口通信參數進行配置，連接參數，串口選擇串口通信的串口，這裏選擇上麵一對虛擬串口中的COM4。

點擊協議選擇按鈕，在彈出對話框中設置Modbus傳(chuan) 輸模式，我們(men) 選擇RTU進行測試。

通信參數設置

通信參數包括：起始地址（Address）、Device Id、寄存器長度（Length）及讀取的功能代碼。

其中MODBUS Point Type（Modbus數據模型）包括以下四種：

01:COIL STATUS：讀寫開關量類型（DO），位操作，可用於設定端口輸出狀態，或者讀取該位的輸出狀態，常用於電磁閥輸出、MOSFET輸出、LED顯示等；
02:INPUT STATUS：讀開關量類型（DI），位操作，通過外部設定改變輸入狀態，可讀但是不可寫，常用於撥碼開關、接近開關等；
03:HOLDING REGISTER：保持寄存器，讀寫WORD類型，字操作，輸出參數或者保持參數，控製器運行時被設定的某些參數，可讀可寫，常用於模擬量輸出設定值、PID運行參數、變量閥輸出大小、傳感器報警上下限等；
04:INPUT REGISTER：輸入寄存器，讀WORD類型，字操作，輸入參數，控製器運行時從外部設備獲得的參數，可讀但是不可寫，常用於模擬量輸入。

根據硬件說明書(shu) 選擇具體(ti) 的Modbus數據模型。

連接

點擊菜單“連接設置”中的“連接”，彈出的界麵中配置好通訊參數之後，點擊“確定”，建立連接。

使用串口助手調試

查詢

主機ModScan32軟件發送讀從(cong) 機線圈寄存器當前狀態的指令，從(cong) 機（串口助手模擬從(cong) 機）收到的數據為(wei) ：01 01 00 00 00 64 3D E1

此數據包為(wei) 讀取線圈寄存器的指令，具體(ti) 含義(yi) 為(wei) ：

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x01
尋址地址	0x0000
寄存器數量	0x0064
CRC校驗碼	0x3DE1

應答

正常主機發送一個(ge) 數據包，我們(men) 要在一定時間內(nei) ，發送一個(ge) 固定格式的數據包作為(wei) 應答，否則會(hui) 提示超時“MODBUS Message TIME-OUT”或者接收的應答格式不正確“Received Invalid Response to MODBUS Query”或者提示校驗錯誤“Checksum Error in Response Message”等提示。

正確的應答包如下：

01 01 0D 08 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 AD E5

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x01
返回字節數	0x0D
數據1	0x08
數據2	0x00
…	…
CRC校驗碼	0xADE5

返回字節數N=讀取寄存器數量/8，如果餘(yu) 數不為(wei) 0，則N=N+1。

此實例中讀取寄存器的數量為(wei) 0x64，即100，100/8=12餘(yu) 4，所以N=12+1，即0x0D 。

返回數據的每一位對應線圈狀態，1-ON，0-OFF。

每一字節的數據的最低位代表最低地址的線圈狀態，如果不夠8位，字節高位填充為(wei) 0。

主機ModScan32軟件收到應答之後，寄存器地址0x0004位置的值被修改為(wei) 0x01，並且Valid Slave Responses計數+1。

將數據的第一個(ge) 字節0x08用二進製表示為(wei) 0b0000 1000，正好第四位為(wei) 1，跟我們(men) 應答返回的內(nei) 容一致。

同理，如果從(cong) 機返回數據包：01 01 0D FF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 E6 53 ，代表寄存器00001~00008的線圈狀態都為(wei) ON：

主機設置線圈通斷狀態

請求

修改地址0001的值為(wei) 0x01的串口數據為(wei) ：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

MODBUS部分功能碼

功能碼	含義	寄存器地址	位操作/字操作	操作數量
01	讀線圈狀態	00001-09999	位操作	單個或多個
02	讀離散輸入狀態	10001-19999	位操作	單個或多個
03	讀保持寄存器	40001-49999	字操作	單個或多個
04	讀輸入寄存器	30001-39999	字操作	單個或多個
05	寫單個線圈	00001-09999	位操作	單個
06	寫單個保持寄存器	40001-49999	字操作	單個
15	寫多個線圈	00001-09999	位操作	多個
16	寫多個保持寄存器	40001-49999	字操作	多個

功能碼可以分為(wei) 位操作和字操作兩(liang) 類。位操作的最小單位為(wei) bit，字操作的最小單位為(wei) WORD（兩(liang) 個(ge) 字節）。

由上表可知，主機修改某個(ge) 寄存器的值的功能碼為(wei) ：0x05，即寫(xie) 單個(ge) 線圈，寫(xie) 單個(ge) 線圈的數據包的結構為(wei) ：

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x05
輸出地址	0x0000
輸出值	0xFF00
CRC校驗碼	0x8C3A

注意：設置某個(ge) 線圈值為(wei) ON的話，該值為(wei) 0xFF00，設置線圈值為(wei) OFF的話，該值為(wei) 0x0000。

應答

響應跟請求是一樣的數據包：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x05
輸出地址	0x0000
輸出值	0xFF00
CRC校驗碼	0x8C3A

總結

其實直接使用ModSim32軟件作為(wei) 從(cong) 機，ModScan32軟件作為(wei) 主機，二者進行數據通訊，這樣調試起來最便利了。

不過我們(men) 做這個(ge) 演示的目的是了解ModScan32軟件的工作過程，如果使用ModSim32軟件，看不明白工作過程。

使用串口助手的話，對於(yu) 整個(ge) 工作的過程比較清晰，也方便我們(men) 下一步自己編寫(xie) Modbus從(cong) 機軟件。

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