Modbus协议、事务处理、常用功能码、异常码的简明概述

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Modbus协议

Modbus 是OSI 模型第七层应用层上的报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。

• Modbus 按照国家标准《基于 Modbus 协议的工业自动化网络规范》分为三个部分： 第1部分： Modbus 应用协议（GB/T 19582.1-2008）Modbus是一个请求/应答协议，这部分描述了 Modbus 事物处理框架内使用的功能码。
• 第2部分： Modbus 协议在串行链路上的实现指南（GB/T 19582.2-2008） 这部分描述了串行链路上的 Modbus 协议。
• 第3部分： Modbus 协议在 TCP/IP 上的实现指南（GB/T 19582.3-2008） 这部分描述了 TCP/IP上
  的Modbus 协议。

事务处理

• 请求：向服务机发出事务请求(功能码+数据请求)。
• 正常响应：操作码+数据响应(操作码=请求功能码)。
• 异常响应：差错码+异常码(差错码=请求功能码+0x80；异常码用于指示差错原因)。
  

功能码

• 1-64：公共功能码。
• 65-72：用户定义功能码。
• 73-99：公共功能码。
• 100-110：用户定义功能码。
• 111-127：公共功能码。
• 127-255：异常响应保留码。

功能码	对应功能	寄存器地址	位/字操作	操作数量
01(0x01)	读线圈状态	00001-09999	位操作	单个或多个
02(0x02)	读离散量输入	10001-19999	位操作	单个或多个
03(0x03)	读保持寄存器	40001-49999	字操作	单个或多个
04(0x04)	读输入寄存器	30001-39999	字操作	单个或多个
05(0x05)	写单个线圈	00001-09999	位操作	单个
06(0x06)	写单个保持寄存器	40001-49999	字操作	单个
15(0x0F)	写多个线圈	00001-09999	位操作	多个
16(0x10)	写多个保持寄存器	40001-49999	字操作	多个

功能码具体操作：

（1）01(0x01) 读线圈：

• 请求PDU(01 00 13 00 13)：

功能码	1个字节	0x01
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
线圈数量	2个字节	0x0001-0x07D0

• 响应PDU(01 03 CD 6B 05)：

功能码	1个字节	0x01
字节数	1个字节	N=线圈数量/8，余数不为0则加1
线圈状态	N个字节

• 异常响应(81 01)：

功能码	1个字节	0x81
异常码	1个字节	01，02，03，04

（2）02(0x02) 读离散量输入：

• 请求PDU(02 00 C4 00 16)：

功能码	1个字节	0x02
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输入数量	2个字节	0x0001-0x07D0

• 响应PDU(02 03 AC DB 35)：

功能码	1个字节	0x02
字节数	1个字节	N=线圈数量/8，余数不为0则加1
输入状态	N个字节

• 异常响应(82 01)：

功能码	1个字节	0x82
异常码	1个字节	01，02，03，04

（3）03(0x03) 读保持寄存器：

• 请求PDU(03 00 6B 00 03)：

功能码	1个字节	0x03
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
寄存器数量	2个字节	0x0001-0x07D0

• 响应PDU(03 06 02 2B 00 00 00 64)：

功能码	1个字节	0x03
字节数	1个字节	N=寄存器数量*2
寄存器值	N个字节

• 异常响应(83 01)：

功能码	1个字节	0x83
异常码	1个字节	01，02，03，04

（4）04(0x04) 读输入寄存器：

• 请求PDU(04 00 08 00 01)：

功能码	1个字节	0x04
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
寄存器数量	2个字节	0x0001-0x07D0

• 响应PDU(04 02 00 0A)：

功能码	1个字节	0x04
字节数	1个字节	N=寄存器数量*2
寄存器值	N个字节

• 异常响应(84 01)：

功能码	1个字节	0x84
异常码	1个字节	01，02，03，04

（5）05(0x05) 写单个线圈：

• 请求PDU(05 00 AC FF 00)：

功能码	1个字节	0x05
输出地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输出值	2个字节	0x0000或者0xFF00

• 响应PDU(05 00 AC FF 00)：

功能码	1个字节	0x05
输出地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输出值	2个字节	0x0000或者0xFF00

• 异常响应(85 01)：

功能码	1个字节	0x85
异常码	1个字节	01，02，03，04

（6）06(0x06) 写单个线圈：

• 请求PDU(06 00 01 00 03)：

功能码	1个字节	0x06
寄存器地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
寄存器值	2个字节	0x0000-0xFFFF

• 响应PDU(06 00 01 00 03)：

功能码	1个字节	0x06
输出地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输出值	2个字节	0x0000-0xFFFF

• 异常响应(86 01)：

功能码	1个字节	0x86
异常码	1个字节	01，02，03，04

（7）15(0x0F) 写多个线圈：

• 请求PDU(0F 00 13 00 0A 02 CD 01)：

功能码	1个字节	0x0F
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输出数量	2个字节	0x0001-0x07B0
字节数	1个字节	N=线圈数量/8，余数不为0则加1
输出值	N个字节

• 响应PDU(0F 00 13 00 0A)：

功能码	1个字节	0x0F
输出地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
输出值	2个字节	0x0001-0x07B0

• 异常响应(8F 01)：

功能码	1个字节	0x8F
异常码	1个字节	01，02，03，04

（8）16(0x10) 写多个寄存器：

• 请求PDU(10 00 01 00 02 04 00 0A 01 02)：

功能码	1个字节	0x10
起始地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
寄存器数量	2个字节	0x0001-0x007B
字节数	1个字节	N=寄存器数量*2
寄存器值	N个字节

• 响应PDU(10 00 01 00 02)：

功能码	1个字节	0x0F
输出地址	2个字节	0x0000-0xFFFF
寄存器数量	2个字节	0x0001-0x007B

• 异常响应(90 01)：

功能码	1个字节	0x90
异常码	1个字节	01，02，03，04

异常码

代码	名称	含义
0x01	非法功能	接受到的功能码是不允许的操作
0x02	非法数据地址	接受到的数据地址是不允许的地址
0x03	非法数据值	接受到的数据值是不允许的值
0x04	从站设备故障	执行请求的操作时，产生不可重新获得的差错
0x05	确认	从站已经接受请求并且正在处理，但是需要较长的处理时间，返回这个响应防止主站发生超时错误
0x06	从站设备忙	从站正在处理长持续时间的请求
0x08	存储奇偶性差错	读取记录文件时发现奇偶校验错误
0x0A	不可用网关路径	网关不能为处理请求分配输入端口至输出端口的内部通信路径，通常意味着网关配置错误或过载
0x0B	网关目标设备响应失败	没有从目标设备中获取响应，通常意味着设备未在网络中

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