Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表的。现在的Modbus协议已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且是工业电子设备之间常用的connect方式。
Modbus协议能够成为工业领域应用最广泛的协议，它必须具备以下几个特点：
1、free：这个是最大的前提，任何产品都是一样，只有通过free才能obtained前期最大的使用量。
2、简单：Modbus协议帧format简单紧凑，用户容易理解，厂商容易集成。
3、接口：Modbus协议只是一种规约，属于应用层的协议，因此不仅可以应用在串口（485/232/422），也可以在以太网、光纤、蓝牙、无线上传输。
存储区Category
我一般介绍Modbus协议的时候，喜欢站在Modbus规约制定者的角度，结合一些事物来对比说明，这样对很多人来说，可能会更加容易理解。
假设没有Modbus协议，我们想要制定一个协议，我们首先要明确，协议的目的是为了data传输，因此，为了更好地存储不同的data type，我们会将布尔和非布尔的data分开存储，因此，就有了线圈和register的概念。
线圈和register，这个经常被很多人诟病，认为不应该这么翻译，感觉不容易理解。从电气角度来看，在电气控制回路中，一般都是靠接触器或中间继电器来实现控制，接触器或中继最终靠的是线圈的得电和失电来控制触点闭合和断开，因此用线圈表示布尔量；而register在计算机中，就是用来存储data的，因此非布尔的data放在register里。
这个可以跟PLC的存储区来进行对比，西门子的I/Q/M都是线圈，V/T/C/DB都是register，三菱的X/Y都是线圈，D/W/H都是register，欧姆龙的CIO是线圈，D/W/H是register。
以西门子为例，虽然I和Q都表示线圈，但是他们的分工是不同的，I表示输入，Q表示输出，输入意味着该存储区里的值必须由外部设备接入，是只读的，输出表示输出结果给外部设备，是可读可写的。
因此，Modbus的线圈和register应该也按照只读、读写来进一步细分，因此这就形成了Modbus的存储区，如下表所示：
存储区代号
然而，上面表格里的存储区名称是一个全称，开发和使用中使用全称会比较麻烦，因此需要给他们取个别名，就像西门子的I/Q/M一样，这些都是西门子给存储区取的一个代号，所以Modbus也要给这些存储区取一个代号，干脆直接用数字吧，于是，就有了下面的规定：
这个其实就跟我们的姓名和小名一样，姓名是正式场合使用，日常场合，我们一般可以使用小名。
存储区范围
无论是什么存储区，都会有一个范围的限制，就像西门子的M区可能最大到8192，三菱的X区最大到2048，Modbus的每个存储区也应该规定一个范围，不能无限制使用。
Modbus是这么规定的，每个存储区的最大范围是65536，这个范围是很大的。
我们再以三菱的X区为例，如果最大范围是2048，那么意味着我们只能访问X0-X2047这些address，我们这里说的X0、X2047，就是我们常说的PLCaddress，那么这个address是怎么组成的呢？它是由存储区编号加上一个address索引组成，我们把这样的PLCaddress，理解为绝对address，后面的address索引，理解为相对address。
所谓绝对address，就是我们仅仅通过一个address名称，就能知道是什么存储区的第几个data，而这个第几个，就是我们说的相对address，因此绝对address是唯一的，相对address，每个存储区都有。
那么对于Modbus来说，我们的绝对address和相对address是怎么样的呢？
我们仍然遵从公式：绝对address=区号+相对address。
但是也会有一些不一样的地方，以保持型register为例，第一个绝对address是400001，这个地方不是400000，这个是由Modbus规约决定的，其它存储区也是类似的。
因此，Modbus存储区范围如下图所示：
正如上文所说，65536这个范围是很大的，但在实际使用中，我们一般用不了这么多address，一般情况下，10000以内就已经足够我们使用了，因此，为了方便起见，我们有一种短的address模型，如下图所示：
function code
function code这个概念，我们可以这么去理解，先回到我们的初衷，协议的目的是为了data传输，也就是为了读取data和写入data，我们已经确定好4个存储区，存储不同的data type，那么接下来我们就要对这些存储区进行读写，那么可能会产生很多种不同的行为，比如读取输入线圈存储区、读取输出线圈存储区，这就是两种不同的行为，同样的，如果用读取输入线圈存储区、读取输出线圈存储区，会比较麻烦，那么我们干脆给每种形成指定一个代号，那么这种代号就是function code。
我们再来探讨一下，究竟有多少种不同的行为呢？
读取和写入是2种行为，存储区有4个，但是我们知道输入线圈和输入register是只读的，因此不能进行写入，除去这2种的话，应该会产生6种不同的行为，如下图所示：
然而，Modbus规约将写入输出线圈和写入保持register这2种行为，又进一步做了细分，包括写入单个和写入多个，因此原来的6种行为就变成了8种行为，同时给每种行为设置一个代号，就形成了下图所示的function code列表：
Modbus规约中的function code其实不止这8个，还有一些function code是用于诊断或Exception Code，但是一般很少使用，这8种function code是最主要的核心function code。
协议Category
Modbus严格来说，是一个标准化的规约，而不是一个具体协议。我们常说equipmentA和设备B之间通过Modbus协议来通信，这句话其实是不严谨的。
Modbus规约上有三种不同的协议，分别是ModbusRtu、ModbusAscii、ModbusTcp。
一般来说，ModbusRtu和ModbusAscii是运行在串口上的协议，ModbusTcp是运行是以太网上的协议，但是这并非绝对的，我们也可以将ModbusRtu、ModbusAscii运行在以太网或光纤上使用，同样的，在串口网络里，我们也可以使用ModbusTcp的协议，因为协议只是一种规范，并不限制通信介质。
messageformat
前面我们说了Modbus有三种不同的协议，分别是ModbusRtu、ModbusAscii、ModbusTcp，那么这三种协议的messageformat也是不同的，下面分别对这三种协议的messageformat进行说明：
ModbusRtu的messageformat如下：
第一部分：slave address，占1个byte
第二部分：function code，占1个byte
第三部分：data部分，占N个byte
第四部分：校验部分，CRC check，占2个byte
2. ModbusAscii的messageformat如下：
第一部分：开始字符（:）
第二部分：slave address，占2个byte
第三部分：function code，占2个byte
第四部分：data部分，占N个byte
第五部分：校验部分，LRC verification，占2个byte
第六部分：End字符（CR LF）
3. ModbusTcp的messageformat如下：
第一部分：事务处理标识符，占2个byte
第二部分：Protocol Identifier，占2个byte
第三部分：Length，占2个byte
第四部分：Unit identifier，占1个byte
第五部分：function code，占1个byte
第六部分：data部分，占N个byte
debug软件
Modbus学习成本很低，因为协议是公开free的，我们可以直接obtained《Modbus中文协议Document》。
同时，也有很多debug软件可以进行仿真debug，因此我们可以在不购买任何硬件的情况下，就把Modbus协议学好。
【协议Document和debug软件】可以联系助教老师获取。
Modbus 学习必须要配合Related的debug软件，可以达到事半功倍的效果，Modbus
学习必备的三大神器分别是 ModbusPoll、ModbusSlave 及 VSPD，ModbusPoll 软件主要用于仿真 Modbus主站或 Modbus 客户端，ModbusSlave 软件主要用于仿真 Modbus 从站或 Modbus 服务器，而 VSPD 全称 Configure Virtual Serial Port Driver，是用来给电脑创建虚拟串口使用的。
即使我们想要结合硬件，支持Modbus协议equipment也有很多，各种品牌PLC、各种品牌的仪表、各种温湿度传感器、流量计等都可以很好地支持Modbus协议。
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