ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。下表1是ModBus的功能码定义。
表1 ModBus功能码
| 功能码 |
名称 |
作用 |
| 01 |
读取线圈状态 |
取得一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF) |
| 02 |
读取输入状态 |
取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF) |
| 03 |
读取保持寄存器 |
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值 |
| 04 |
读取输入寄存器 |
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值 |
| 05 |
强置单线圈 |
强置一个逻辑线圈的通断状态 |
| 06 |
预置单寄存器 |
把具体二进值装入一个保持寄存器 |
| 07 |
读取异常状态 |
取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的地址由控制器决定，用户逻辑可以将这些线圈定义，以说明从机状态，短报文适宜于迅速读取状态 |
| 08 |
回送诊断校验 |
把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评鉴 |
| 09 |
编程（只用于484） |
使主机模拟编程器作用，修改PC从机逻辑 |
| 10 |
控询（只用于484） |
可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信，探询该从机是否已完成其操作任务，仅在含有功能码9的报文发送后，本功能码才发送 |
| 11 |
读取事件计数 |
可使主机发出单询问，并随即判定操作是否成功，尤其是该命令或其他应答产生通信错误时 |
| 12 |
读取通信事件记录 |
可是主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成，记录会给出有关错误 |
| 13 |
编程（184/384 484 584） |
可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑 |
| 14 |
探询（184/384 484 584） |
可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控询该从机是否已完成其程序操作，仅在含有功能13的报文发送后，本功能码才得发送 |
| 15 |
强置多线圈 |
强置一串连续逻辑线圈的通断 |
| 16 |
预置多寄存器 |
把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器 |
| 17 |
报告从机标识 |
可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态 |
| 18 |
（884和MICRO 84） |
可使主机模拟编程功能，修改PC状态逻辑 |
| 19 |
重置通信链路 |
发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态，可重置顺序字节 |
| 20 |
读取通用参数（584L） |
显示扩展存储器文件中的数据信息 |
| 21 |
写入通用参数（584L） |
把通用参数写入扩展存储文件，或修改之 |
| 22～64 |
保留作扩展功能备用 |
|
| 65～72 |
保留以备用户功能所用 |
留作用户功能的扩展编码 |
| 73～119 |
非法功能 |
|
| 120～127 |
保留 |
留作内部作用 |
| 128～255 |
保留 |
用于异常应答 |
ModBus网络只是一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。表2是ModBus各功能码对应的数据类型。
表2 ModBus功能码与数据类型对应表
| 代码 |
功能 |
数据类型 |
| 01 |
读 |
位 |
| 02 |
读 |
位 |
| 03 |
读 |
整型、字符型、状态字、浮点型 |
| 04 |
读 |
整型、状态字、浮点型 |
| 05 |
写 |
位 |
| 06 |
写 |
整型、字符型、状态字、浮点型 |
| 08 |
N/A |
重复“回路反馈”信息 |
| 15 |
写 |
位 |
| 16 |
写 |
整型、字符型、状态字、浮点型 |
| 17 |
读 |
字符型 |
（1）ModBus的传输方式
在ModBus系统中有2种传输模式可选择。这2种传输模式与从机PC通信的能力是同等的。选择时应视所用ModBus主机而定，每个ModBus系统只能使用一种模式，不允许2种模式混用。一种模式是ASCII（美国信息交换码），另一种模式是RTU（远程终端设备）这两种模式的定义见表3
表3 ASCII和RTU传输模式的特性
| 特性 |
|
ASCII(7位） |
RTU(8位） |
| 编码系统 |
|
十六进制（使用ASCII可打印字符：0～9，A～F) |
二进制 |
| 每一个字符的位数 |
开始位 |
1位 |
1位 |
| 数据位（最低有效位第一位） |
7位 |
8位 |
|
| 奇偶校验（任选） |
1位（此位用于奇偶校验，无校应则无该位） |
1位（此位用于奇偶校验，无校应则无该位） |
|
| 停止位 |
1或2位 |
1或2位 |
|
| 错误校验 |
LRC（即纵向冗余校验） |
CRC(即循环冗余校验） |
ASCII可打印字符便于故障检测，而且对于用高级语言（如Fortan）编程的主计算机及主PC很适宜。RTU则适用于机器语言编程的计算机和PC主机。
用RTU模式传输的数据是8位二进制字符。如欲转换为ASCII模式，则每个RTU字符首先应分为高位和低位两部分，这两部分各含4位，然后转换成十六进制等量值。用以构成报文的ASCII字符都是十六进制字符。ASCII模式使用的字符虽是RTU模式的两倍，但ASCII数据的译玛和处理更为容易一些，此外，用RTU模式时报文字符必须以连续数据流的形式传送，用ASCII模式，字符之间可产生长达1s的间隔，以适应速度较快的机器。
表4给出了以RTU方式读取整数据的例子
以RTU方式读取整数据的例子
| 主机请求 | ||||||
| 地址 |
功能码 |
第一个寄存器的高位地址 |
第一个寄存器的低位地址 |
寄存器的数量的高位 |
寄存器的数量的底位 |
错误校验 |
| 01 |
03 |
00 |
38 |
00 |
01 |
XX |
| 从机应答 | |||||
| 地址 |
功能码 |
字节数 |
数据高字节 |
数据低字节 |
错误校验 |
| 01 |
03 |
2 |
41 |
24 |
XX |
| 十六进制数4124表示的十进制整数为16676，错误校验值要根据传输方式而定。 | |||||
