无刷电机驱动器Modbus 通讯协议及寄存器说明

1. 通讯协议

本驱动器使用 MODBUS-RTU(国标 GB/T19582-2008)通讯协议进行通讯， 支持一台主站控制多个从站（即驱动器），支持最多 255 个从站，支持通讯广播（从站地址为 0 视为广播帧），主站可以是单片机、PLC 或 PC 机等。

1.1 通讯参数

默认通讯参数：

• > 波特率固定为 9600bps。
• > 数据位为 8 位。
• > 校验为“无+1 停止位”。
• > 从站地址固定为 1。 用户自定义通讯参数：
• > 波特率可配置范围 9600-115200bps。
• > 数据位固定为 8 位。
• > 校验方式可配置为： “偶+1 停止位”、“奇+1 停止位”和“无+2 停止位”。
• > 从站地址可设置范围 1~255。

当数据帧通信中断超过 4 个字节的打包时间判定为帧接收超时。当发生帧超时的时候，之前接收到的数据将被 视为无效。

1.2 MODBUS-RTU 帧格式

本驱动器支持 MODBUS 的 0x03(读保持寄存器)、0x06(写单个寄存器)和 0x10(写多个寄存器)功能码。

1.2.1 0x03 读保持寄存器

主站发送：

第 1 字节 ADR： 从站地址码（=001～254）。

第 2 字节 0x03： 读寄存器值功能码。

第 3、4 字节： 要读的寄存器开始地址。

第 5、6 字节： 要读的寄存器数量。

第 7、8 字节： 从字节 1 到 6 的 CRC16 校验码 。

从站回送：

第 1 字节 ADR： 从站地址码（=001～254）。

第 2 字节 0x03： 返回读功能码。

第 3 字节：从 4 到 M（包括 4 及 M）的字节总数。

第 4 到 M 字节：  寄存器数据。

第 M＋1、M+2 字节： 从字节 1 到 M 的 CRC16 校验码。

当从站接收错误时， 从站回送：

第 1 字节 第 2 字节 第 3 字节

ADR： 从站地址码（=001～254）。

0x83： 读寄存器值出错。

异常码： 见表 1.1。

第 4、5 字节： 从字节 1 到 3 的 CRC16 校验码。

1.2.2 0x06 写单个寄存器

主站发送：

当从站接收正确时， 从站回送：

当从站接收错误时， 从站回送：

第 1 字节 第 2 字节 第 3 字节

ADR： 从站地址码（=001～254）。

0x86： 写寄存器值出错功能码。

异常码： 见表 1.1。

第 4、5 字节： 从字节 1 到 3 的 CRC16 校验码。

1.2.3 0x10 写多个寄存器值

主站发送：

当从站接收正确时， 从站回送：

当从站接收错误时，从站回送：

第 1 字节 第 2 字节 第 3 字节

ADR： 0x90：  异常码：

从站地址码（=001～254）。

写寄存器值出错。

见表 1.1。

第 4、5 字节： 从字节 1 到 3 的 CRC16 校验码。

1.2.4 错误异常码

MODBUS 异常码 ：如表 1.1 所示

表 1. 1 MODBUS 异常码表

2. 标准寄存器定义

2.1 设备描述信息寄存器

设备描述信息寄存器如表 2.1 所示。

表 2. 1 设备描述信息寄存器

2.2 实时状态寄存器

实时状态寄存器如表 2.2 所示。

表 2.2 实时状态寄存器

2.3  电机控制寄存器

电机控制寄存器如表 2.3 所示。

表 2.3 电机控制寄存器

2.4  电机参数配置寄存器

电机参数配置寄存器如表 2.4 所示。

表 2.4 电机参数配置寄存器

2.5 系统参数配置寄存器

系统参数配置寄存器如表 2.5 所示。

表 2.5 系统参数配置寄存器

2.6 PID 参数配置寄存器

闭环控制 PID参数配置寄存器如表 2.6 所示。

表 2.6 闭环控制 PID 参数配置寄存器

2.7 通讯参数配置寄存器

通讯参数配置寄存器如表 2.6 所示。

表 2.7 通讯参数配置寄存器

3.CRC16 的计算

C 语言 CRC 生成函数如程序 3.1所示。所有的可能的 CRC  值都被预装在两个数组中， 当计算报文内容时可  以简单的索引即可。 一个数组含有 16 位 CRC 域的所有 256 个可能的高位字节，另一个数组含有低位字节的值。 这种索引访问 CRC  的方式提供了比对报文缓冲区的每个新字符都计算新的 CRC  更快的方法。

注意： 此函数内部执行高/低 CRC  字节的交换。此函数返回的是已经经过交换的 CRC  值。也就是说，从该 函数返回的 CRC 值可以直接放置于报文用于发送。

函数使用两个参数：

unsigned char *puchMsg；指向含有用于生成 CRC  的二进制数据报文缓冲区的指针。

unsigned short usDataLen；报文缓冲区的字节数。

注：以下 CRC16 生成函数程序摘自 <MODBUS over Serial Line Specification and Implementation Guide

V1.02> 。

程序 3.1   CRC16 生成函数程序清单

/*  高位字节的 CRC 值*/

static unsigned char auchCRCHi[] = {

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,

0x40

} ;

/* 低位字节的 CRC 值*/

static char auchCRCLo[] = {

0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,

0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,

0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,

0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,

0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,

0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,

0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,   0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,  0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,

0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,

0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,

0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,  0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,

0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,

0x40

};

unsigned short CRC16(puchmsg, usDataLen）     /*  函数以 unsigned short  类型返回 CRC */

unsigned char *puchMsg,                                      /*  用于计算 CRC  的报文*/

unsigned charuchCRCLo = 0xFF;     /* CRC  的低字节初始化*/

unsigned uIndex ;           /* CRC  查询表索引*/

while (usDataLen–)

{

/*  完成整个报文缓冲区*/

uIndex = uchCRCLo ^ *puchMsg++; /*  计算 CRC */

uchCRCLo = uchCRCHi ^ auchCRCHi[uIndex];

uchCRCHi = auchCRCLo[uIndex];

}

return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo);

}