1 Modbus 概述
1.1 模式——ASCII、RTU
1、对于modbus ASCII 模式，使用的是高位字节在前，低位字节在后。使用LRC校验。又称作命令行实现
2、对于modbus rtu 模式，使用的是低位字节在前，高位字节在后。使用CRC校验。又称作代码实现
1.2 单主/多从
Modbus协议是一种单主/多从的通信协议，其特点是在同一时间，总线上只能有一个主设备，但可以有一个或者多个（最多247个 ip地址1-247）从设备，每一个从设备一个ip地址。
- 在请求的报文中请求的地址为0则为广播模式，248-255保留
- 请求方为主设备，应答方为从设备
- 从设备之间是不能直接通信的，原因是协议不支持
主设备通过两种方式向从设备发送请求报文，即单播模式和广播模式
- 单播模式：主设备仅仅寻址单个从设备，从设备返回一个响应报文。
- 广播模式：主设备向所有的从设备发送请求指令，从设备收到指令后，各自处理，不要求返回应答；
这种模式下，请求指令必须是Modbus标准功能中的写指令；比如 0x06 指令 （写单个保持寄存器）
1.3 Modbus 通用帧
ADU： 应用数据单元
PDU： 协议数据单元
- 第一个是地址域，每一个从机都有一个地址,主机在访问从机的时候依靠这个唯一的地址识别,多个从机接收到主机的数据的时候,匹配接收到的数据和自身的地址,匹配上的那个从机作出响应,其他的都忽略。
- 第二个是功能码,决定这一帧数据主要是干嘛的,输入数据,输出数据,读取控制量等。
- 第三是数据,可以有也可以没有。
- 第四是差错校验,用来对之前发送的数据校验,防止发送过程中因为电磁干扰,数据出错。
1.4 功能码
当主机向从句发送信息时，功能代码向从机说明应执行的动作。
当从机响应主机时，功能代码可说明从机正常响应或出现错误(即不正常响应)，正常响应时，从句简单返回原始功能代码；
不正常响应时，从机返回与原始代码相等效的一个码，并把最高有效位设定为“1”。
如，主机要求从机读一组保持寄存器时，则发送信息的功能码为：
0000 0011 (十六进制03)
若从机正确接收请求的动作信息后，则返回相同的代码值作为正常响应。发现错时，则返回一个不正常响信息：
1000 0011(十六进制83)
不正常代码
2 示例
2.1 01X 读取一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF）
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 数据（一个地址的数据为1位）
发送包
byte[0] byte[1] 00 02 为消息号，随便指定，服务器返回的数据的前两个字和这个一样
byte[2] byte[3] 00 00 为modbus标识，强制为0即可
byte[4] byte[5] 00 06 值在06 之后所有字节的个数，大家也可以数一数哈
byte[6] 01 为站号、随便指定。
byte[7] 01 为功能码（这个是决定了要干什么事）
byte[8] byte[9] 00 00为起始地址，比如我们我们想读地址0的数据就为00，读1000地址为03 E8
byte[10] byte[11] 00 80为指定读取数据的长度，跟地址规则一样
回包
byte[0] byte[1] 消息号，我们之前写发送指令的时候，是多少，这里就是多少。
byte[2] byte[3] 同上
byte[4] byte[5] 指后面的字节数
byte[6] 站号
byte[7] 功能码
byte[8] 指示在byte[8]后面的字节数量 在byte[8]后面就是真实数据
byte[9] 到结尾都是我们读取到的数据 因为字节是8位所以是16（0-127所占了128个bit 128/8 得出16）
列子：
读5个线圈状态
发送：00 00 00 00 00 06 01 01 00 00 00 05
接收：00 00 00 00 00 04 01 01 01 1F
2.2 0x02 读取一组开关输入的当前状态（ON/OFF）
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 数据（长度：9+ceil（数量/8））
发包
其实大家自己看与0x01是基本一样的。只是多了个Bit Count这一个
Bit Count所代表的意思就是 读取十个数据 即 10bit 但需要占用2byte
回包
例子
读5个输入状态
发送：00 00 00 00 00 06 01 02 00 00 00 05
接收：00 00 00 00 00 04 01 02 01 15
2.3 0x03 读取一个或多个保持寄存器的数值
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度：9+寄存器数量×2)
2.4 0x04 读取一个或多个输入寄存器的数值
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度：9+寄存器数量×2)
2.5 0x05 强置一个逻辑线圈的通断状态
请求：MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L（共12字节）
05 是功能码， 00 00是我们指定的地址，如果我们想写地址1000，那么就为 03 E8，后四位是规定线圈的通断状态。
那么上面发包的意思就是 在00 00这个位置 指定线圈通断状态为 断开。
举个例子：
写入地址100为通： 00 00 00 00 00 06 FF 05 00 64 FF 00
写入地址1000为断：00 00 00 00 00 06 FF 05 03 E8 00 00
2.6 0x06 写单个保持寄存器
请求：MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L（共12字节）
发包
在00 00位置 写入 00 00
回包 与发包一致，服务器重复发送
2.7 0x10 写多个保持寄存器
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L 字节长度 寄存器值（13+寄存器数量×2）
响应：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L（共12字节）
发送
Word count为 要写的个数
Byte count 为 要写入的数目 1个word等于2个bytes
后面 00 00 每组为写入的数值
2.8 0x2b 读取设备ID
回包发包一致
byte[0]byte[1] 消息号 随便指定
byte[2]byte[3] modbus的标识
byte[4]byte[5] 在此之后的长度
byte[6] 站号
byte[7] 功能码
byte[8] 功能类型 这里是读取设备ID
byte[9] 读什么 这里是读设备标识
byte[10] 设备名称.
3 Modbus 模拟器
