首先我们要清楚：Modbus是一种串行链路上的主从协议，在通信线路上只能有一个主机existence，不会有多主机existence的情况。虽然主机只有一个，但是从机是可以有多个的。

Modbus的通信过程都是由主机发起的，从机在receive到主机的Request后再进行Response，从机不会主动进行data的send。并且从机之间也不会互相senddata。

1、Modbus的addressRules

Modbus中的每个从机为了能在通信时被主机识别，都会有一个address，也称为从节点address。

从节点address对从设备而言必须是唯一的，在总线上也只能有唯一的一个Device address，即从机设备的address在总线上也不能冲突。

从机是有唯一的Device address的，而主机本身是没有address的。

Modbus支持的寻址空间为256个，如下：

从上图中可以看到，给子节点使用的address范围是1 ~ 247，248 ~255是被保留着的。非常重要的一点，0是广播address，所有的子节点都必须要能够识别广播address。

2、Modbus的通信模式

Modbus的通信模式有两种：单播模式和广播模式。

（1）单播模式

单播模式：主机要访问某个子节点的时候，是通过子节点的address进行的一对一的访问方式。子节点在收到主节点发过来的Request以后，根据Request的TypeComplete相应处理后，子节点会向主节点返回一个message，也就是我们常说的“应答”。示意图如下：

从上图中是可以看到的：主节点通过sendRequest命令到从节点，从节点会从总线上receive到来自主节点的Request，然后Parse主节点的Request指令，根据指令Complete相应的动作，然后再给主节点的Request作出一个回应，便Complete了一次单播通信的过程。

其实大家应该也能看到：在单播模式下，一个Modbus的事务它包含了两个message，一个是由主机主动发出的“Request”message，另一个是由从机返回的“应答”message。

并且主机能准备访问到某个从机是通过从机的唯一address实现的，从机识别主机发出的指令是否是send到自己这边的，也是通过从机的唯一address进行甄别的。

（2）广播模式

广播模式是主机用于向总线上的所有的从机sendRequest的指令。

主机的广播指令一般都是用于写命令的，对于来自于主机的广播指令，从机是不需要进行应答的。广播模式的示意图如下：

从图中可以看出，广播模式时单向的，主机send出广播指令，而从机不再对广播指令进行应答，data流只在一个方向上流动。

注意：总线上所有的从机都必须要能够识别主机的广播指令，并且address0是用于广播的，不能作为从机的address。

3、主从机的状态特征

既然Modbus是主从机的通信模式，那么在通信过程中就需要清楚主从机之间的状态，通过状态去理解Modbus的通信流程。（1）主机的状态特征如下图：

根据上图可以分析得到主机的通信过程的一些信息：

1）”空闲” = 无等待的Request。 这一般是在初始上电之后所处的状态。 主机只有在”空闲”状态才能sendRequest。send一个Request后，主机会离开”空闲”状态， 进入“忙”的状态，此时不能再send其他的Request。

2）当单播Requestsend到一个从机上，主机将进入”等待应答” 状态， 同时一个临界超时定时计数器会启动。这个超时称为 “Response超时”。 它避免主节点永远处于”等待应答” 状态。 Response超时的time依赖于实际的应用Scene。

3）当收到一个应答时，主节点在处理data之前检验应答。在某些情况下，检验的结果可能为Error。如收到来自非期望的子节点的应答，或receive的帧Error，Response超时继续计时；当检测到帧错时，可以执行一个重试。

4）Response超时但没有收到应答时，则产生一个Error。那么主节点会重新进入”空闲” 状态， 并发出一个重试Request。重试的最大次数取决于主节点 的设置。

5）当广播Requestsend到串行总线上，没有Response从子节点返回。然而主节点需要进行延迟以便使子节点在send新的Request处理完当前Request。该延迟被称作 “转换延迟”。因此，主节点会在返回能够send另一个Request的“空闲”状态之前，到” 等待转换延迟”状态。

6）在单播方式，Response超时必须设置到足够的Length以使任何子节点都能处理完Request并返回Response。而广播转换延迟必须有足够的Length以使任何子节点都能只处理完Request而可以receive新的Request。 因此，转换延迟应该比Response超时要短。

帧Error常见的有：对每个字符的奇even parity、 对整个帧的冗余校验。

（2）从机的状态特征如下图：

从上图中可以知道：

1）“空闲” = 没有等待的Request。 这一般是初始上电后的状态。

2）当收到一个Request时，子节点在处理Request中要求的动作前要先检验message包。当检测到Error时，必须向主节点send应答告知Error。（Error包含：Request的formatError、非法动作、非法的访问address……）。

3）当要求的动作Complete后，单播message要求必须按format应答主节点。

4）如果子节点在receive到的帧中检测到Error， 则没有Response返回到主节点。

5）任何子节点均应该定义并管理 Modbus 诊断计数器以提供诊断信息。通过使用 Modbus 诊断function code，可以得到这些计numerical value。最后再补充一个主从机的通信时序图：

上面的时序图中描述的就是上面所说的主从机状态特征，对比来看就能看明白是什么意思了。