MODBUS通讯协议简述及自由口协议

        Modbus通讯协议是一种简单的被所有软硬件工控厂商免费支持的通讯协议。FCS900可直接连接组态王、MCGS、IFIX等国内外组态软件，可以在1200米范围内轻松组建具有AI、AO、DI、DO等秒级远程、分散数据采集控制系统。也可以直接连接PLC、DCS等上位机，作为远程I/O使用。

        一线通模块按从机MODBUS协议设计，若波特率、齐偶校验、起始位、停止位、数据位、从机地址等通讯参数设置正确，模块可以同任何主机MODBUS设备直接通讯。

        FCS900系列模块的通讯参数为：19200bps/1位起始位/1位停止位/无校验位/MODBUS-RTU协议。

        模块支持下述MODBUS功能，所有功能按标准MODBUS协议设计。

1，功能码02H：成组读取一线通模块的数字量输入信号状态（DI）。

2，功能码03H：成组读取一线通模块的模拟量输入信号（AI）。

3，功能码04H：成组读取一线通模块的模拟量输入信号（AI）。

4，功能码05H：设置一线通模块的单一输出线圈的状态（DO）。

5，功能码06H：设置一线通模块的单一模拟量存储器内容（AO）。

6，功能码0FH：成组设置一线通模块的数字量输入信号状态（DO）。

7，功能码10H：成组设置一线通模块的模拟量输出信号状态（AO）。

        功能码02H是读取各通道数字量采集结果命令。通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（一线通模块地址）、数据的起始寄存器地址、数据数量和本次数据帧的CRC校验。一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，一线通模块发送“从机回信数据帧”，向主机发送对应的数字量数据。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

——起始地址：双字节，要读取寄存器的起始地址，此数据要求比实际的数据地址小1；

——数据量：双字节，1～16；

——数据字节量：1～2；

——数据：一线通模块发送给主机的数据，低位低寄存器地址。

——CRC：双字节CRC校验码。

        支持MODBUS功能码02H的FCS900模块有FCS931、FCS941、FCS942、FCS951、FCS952、FCS953和FCS954。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应；

8之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

输出通道状态，可以使用02功能码读出。

        FCS900一线通模块对功能码3、4没有区别，两组命令都是读取各通道模拟量采集结果，下述仅以功能码4为例，详述MODBUS通讯的通讯过程。通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（一线通模块地址）、数据的起始寄存器地址、数据数量和本次数据帧的CRC校验。FCS900一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，FCS900一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，FCS900一线通模块发送“从机回信数据帧”，向主机发送对应的模拟量数据。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

——起始地址：双字节，要读取寄存器的起始地址，此数据要求比实际的数据地址小1；

——数据量：双字节，1～128；

——数据字节量：2～256间的偶数；

——数据：FCS900发送给主机的数据，双字节无符号整数，高位在前，低位在后；

——CRC：双字节CRC校验码。

        支持MODBUS功能码03H、04H的FCS900模块有FCS911、FCS912、FCS913、FCS914、FCS915、FCS921、FCS922、FCS952、FCS953和FCS954。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

8之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

14之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

8之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

        功能码5是单一通道数字量输出命令，通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（一线通模块地址）、数据的寄存器地址、数据和本次数据帧的CRC校验。FCS900一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，FCS900一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，FCS900一线通模块发送“从机回信数据帧”。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧（FCS941回信数据帧）：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

——数据地址：双字节，输出寄存器地址，此数据要求比实际的数据地址小1；

——数据：双字节，数据为零时，使出输出接点断开；数据非零时，输出接点闭合。

——CRC：双字节CRC校验码。

        支持MODBUS功能码05H的FCS900模块有FCS941、FCS942、FCS951、FCS953、FCS954。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

8之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

        功能码6是单一通道模拟量输出命令，通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（FCS900一线通模块地址）、数据的寄存器地址、数据数值和本次数据帧的CRC校验。FCS900一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，FCS900一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，FCS900一线通模块发送“从机回信数据帧”，向主机发送应答帧。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

——数据地址：双字节，输出寄存器地址，此数据要求比实际的数据地址小1。

——数据：双字节，即模拟量输出值。

——CRC：双字节CRC校验码。

支持MODBUS功能码06H的FCS900模块有FCS921、FCS922。

超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

        功能码0FH是成组数字量输出命令，通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（FCS900一线通模块地址）、数据的寄存器地址、数据数值和本次数据帧的CRC校验。FCS900一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，FCS900一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，FCS900一线通模块发送“从机回信数据帧”，向主机发送应答帧。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

—— 数据地址：双字节，输出寄存器地址，此数据要求比实际的数据地址小1；

——字节量：单字节，后面数据的字节数量。

——数据：低位低寄存器地址。。

——CRC：双字节CRC校验码。

支持MODBUS功能码05H的FCS900模块有FCS941、FCS942、FCS951、FCS953、FCS954。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

8之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

16之间，超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

        功能码10H是成组模拟量输出命令（AO）。通讯首先由MODBUS主机设备发送“主机发信数据帧”，指明通讯对象的从机地址（FCS900一线通模块地址）、数据的寄存器地址、数据数值和本次数据帧的CRC校验。FCS900一线通模块接收到“主机发信数据帧”后，判断从机地址是否与本机地址相同以及CRC校验是否出错，若地址不同或CRC出错，FCS900一线通模块不作响应；若地址相同且CRC校验结果正确，FCS900一线通模块发送“从机回信数据帧”，向主机发送应答帧。

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

——地址：网络中的从机地址，即FCS900模块的地址编号，参见“一线通模块设置”章节。

—— 数据地址：双字节，输出寄存器地址，此数据要求比实际的数据地址小1；

——字节量：单字节，后面数据的字节数量。

——数据：双字节，即模拟量输出值。

——CRC：双字节CRC校验码。

支持MODBUS功能码10H的FCS900模块有FCS921、FCS922。

超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

超过该范围一线通模块可能拒绝响应。

自由口通讯

        与MODBUS数据格式完全相同，FCS900自动识别MODBUS协议和自由口通讯协议，不需设置。

        MODBUS协议采用双字节CRC错误校验，在自由通讯口编程时错误校验采用双字节累加和校验，即将校验字节之前的所有单字节数据相加，所得双字节结果即是累加和校验。注意：累加时保留进位位。

MODBUS通讯协议命令与自由口通讯命令对照：

主机发信数据帧：

从机回信数据帧：

        通过自由口编程，上位机读取#2地址FCS911模块的1~3通道的模拟量采集数据，采用C4H功能码，上位机按照下述组织数据：

地址=02H；

命令吗=C4H；

数据地址H=00H；

数据地址L=00H；（比实际地址小1）。

数据量H=00H；

数据量L=03H；

累加和H=00H；

累加和L=C9H；（累加和：02H+C4H+00H+00H+00H+03H=00C9H）。

        按上述数据，上位机发送数据帧02H、C4H、00H、00H、00H、03H、00H、C9H，#2模块FCS911接收到命令并验证无误后，发送下面的回信数据帧。（假设1~3通道的采集数据分别为139、240、360。）

回信数据帧：02H、C4H、06H、00H、8BH、00H、F0H、01H、68H、02H、B0H。

地址=02H；

命令吗=C4H；

数据字节=06H；

数据1H=00H；

数据1L=8BH；（139）

数据2H=00H；

数据2L=F0H；（240）

数据3H=01H；

数据3L=68H；（360）

累加和H=02H；

累加和L=B0H；（累加和：02H+84H+06H+00H+8BH+00H+F0H+01H+68H=02B0H）。

其他命令格式类似。