通信协议编码设计规则和编码

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1、MODBUS讯协议及编程ModBus通讯协议分为 RTU协议和ASCII协议，我公司的多种仪表都采用ModBusRTU通讯协议，如：YD2000智能电力监测仪、巡检表、数显表、光柱数显表等。下面就ModBus RTU协议简要介绍如下：一、通讯协议（一）、通讯传送方式：通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容：编码8位二进制起始位1位数据位8位奇偶校验位1位（偶校验位）停止位1位错误校检CRC （冗余循环码）初始结构=4字节的时间地址码=1字节功能码=1字节数据区=N字节错误校检 =16位CRC码结束结构=4字节的时间地址码：地址码

2、为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从 机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以 各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表 明回送的从机地址。功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为 1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。 作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机 进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为1（比如功能码大与此同时 127）,则表明从机没有响应操作或发送出错。数据区：数据区

3、是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、 主机发送给从机或从机发送给主机的地址。CRC码：二字节的错误检测码。（二）、通讯规约：当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取 信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中 包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不 发送任何信息。1 .信息帧结构地址码功能码数据区错误校验码8位8位N X 8位16位地址码：地址码是信息帧的第一字节 （8位），从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机 将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯

4、一的地址码，并且只有符合地址码的从机才 能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表 1-1列出的功能码都有具体的含义 及操作代码含义操作03读取数据读取当前寄存器内一个或多个二进制值06重置单一寄存器把设置的二进制值写入单一寄存器数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、 参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起 始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。错误校验码：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪

5、声或 其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送 过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法o注：信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。2 .错误校验冗余循环码（CRC包含2个字节，即16位二进制。CRM由发送设备计算，放置于发送CRM,比较计算得到的 CRM是否与信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。CRM的计算方法是，先预置 16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在 进行CRM计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有

6、奇偶校验位的话也包括奇偶校验位， 都不参与CRC计算。在计算CRC时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用 0填 补最高位。再检查最低位，如果最低位为1 ,把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0,不进行异或运算。这个过程一直重复 8次。第8次移位后，下一个 8位再与现在寄存器的内容相相异或，这 个过程与以上一样重复 8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRM值。CRC中的数据发送、接收时低字节在前。计算CRM的步骤为： 预置16位寄存器为十六进制 FFFF （即全为1）。称此寄存器为 CRC寄存器； 把第一个8位数据与16位CRC?存器的低位相异或，

7、把结果放于CRC?存器； 把寄存器的内容右移一位 （朝低位），用0填补最高位，检查最低位； 如果最低位为0:重复第3步（再次移位）；如果最低位为1: CRC寄存器与多项式 A001 （ 1010 0000 0000 0001）进行异或； 重复步骤3和4,直到右移8次，这本整个8位数据全部进行了处理； 重复步骤2到步骤5,进行下一个8位数据的处理； 最后得到的CRC?存器即为CRM。3 .功能码03,读取点和返回值：仪表采用Modbus RTU通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点（“保持寄存器”）或返回值（“输入寄存器”）的操作。保持和输入寄存器都是16位（2字节）值，并且高位在前。这样用于仪

8、表的读取点和返回值都是2字节。一次最多可读取寄存器数是60o由于一些可编程控制器不用功能码 03,所以功能码03被用作读取点和返回值。从机响应的命令格式是从机地 址、功能码、数据区及 CRCo数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。4 .功能码06,单点保存主机利用这条命令把单点数据保存到仪表的存储器。从机也用这个功能码向主机返送信息。、编程举例F面是一个用 VC编写的ModBus RTU通讯的例子（一）、通讯口设置DCBdcb;hCom=CreateFile(COM1,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL);if(

9、hCom=INVALID_HANDLE_VALUE)MessageBox(createfile error,error);BOOLerror=SetupComm(hCom,1024,1024);if(!error)MessageBox(setupcomm error);error=GetCommState(hCom,&dcb);if(!error)MessageBox(getcommstate,error);dcb.BaudRate=2400;dcb.ByteSize=8;dcb.Parity=EVENPARITY;/NOPARITY;dcb.StopBits=ONESTOPBIT;error

10、=SetCommState(hCom,&dcb);(二)、CRCK验码计算UINT crcvoid calccrc(BYTE crcbuf)BYTE i;crc=crc A crcbuf;for(i=0;i1;crc=crc&0x7fff;if (TT=1)crc=crcA0xa001;crc=crc&0xffff;(三)、数据发送zxaddr=11;/ 读取地址为11的巡检表数据zxnum=10;/读取十个通道的数据writebuf20=zxaddr;writebuf21=3;writebuf22=0;writebuf23=0;writebuf24=0;writebuf25=zxnum;cr

11、c=0xffff;calccrc(writebuf20);calccrc(writebuf21);calccrc(writebuf22);calccrc(writebuf23);calccrc(writebuf24);calccrc(writebuf25);writebuf26=crc & 0xff;writebuf27=crc/0x100;WriteFile(hCom,writebuf2,8,&comnum,NULL);读取zxnum个通道数据 通讯故障处理等。(四)、数据读取ReadFile(hCom,writebuf,5+zxnum*2,&comnum,NULL);/可增加错误处理程序，如地址码错误、CRM错误判断、