Modbus ASCII데이터프레임 구조 상세 해설

Modbus ASCII是Modbus的一种消息帧，相比RTU，ASCII的传输是按照문자传的，传输的데이터量会比RTU更多，所以데이터量大的时候一般使用的RTU，데이터量小的时候才会用ASCII，然后ASCII프로토콜帧里面추가了시작和종료，更换了체크섬算法，下面详细介绍ASCII프로토콜

帧형식

Modbus ASCII 모드下的通讯帧형식如下：

注：주소、功能、데이터和 LRC 都是表示 8 位值 (0-255) 的大写16진수可读문자对；即：在 Modbus ASCII 中，每个데이터바이트被分割成表示16진수值中的两个 ASCII 문자的两个바이트。

在 ASCII 모드下，Modbus 消息的每个部分都以特定的문자数和형식出现，如下所示：

:AA BB CC...DD EE<CRLF>

• : - 消息的开始符号。
• AA - 节点주소，16진수表示。
• BB - 기능 코드，16진수表示。
• CC...DD - 데이터필드，根据기능 코드和需要传输的데이터길이变化。
• EE - LRC 체크섬，用于错误检测。
• <CRLF> - 消息的종료符号，代表回车和换行（Carriage Return Line Feed）。

ASCII帧的传输状态

上面状态图可以得到的信息:

1）“空闲” 态是没有보내기和수신프레임要处理的正常状态。

2）每次수신到 ":" 문자表示新的프레임的开始。如果在一个프레임的수신过程中收到该문자，则当前地프레임被认为不完整并被丢弃。而一个新的수신缓冲区被重新分配。

3）检测到帧종료后，完成 LRC 계산和检验。然后，分析주소域以确定帧是否发往此设备，如果不是，则丢弃此帧。 为了减少수신处理时间，주소域可以在一接到就分析，而不需要等到整个帧종료。

ASCII帧的프레임传输

由于ASCII프레임帧与RTU프레임帧有着很大的不同，ASCII프레임帧是有시작和종료标识符的，而RTU帧没有这样的标识。所以ASCII프레임帧的수신就简单方便多了，也不需要什么t3.5的帧间隔时间。

但是呢，为了保证수신的프레임帧连续，还是可以约定문자间的传输时间的。一般认为，프레임中的문자时间间隔可以达到一秒，如果超过了这个时间间隔，就认为发生了错误，要废弃掉这一帧프레임데이터，重新开始수신。

기능 코드

ASCII 모드下最常用的功能代码与 RTU 모드下的功能代码定义相同。以下是一些基本的기능 코드及其설명：

ASCII传输예제

例如，要읽기주소 0x20C1 的两个레지스터，需要보내기以下 ASCII 消息：

:010420C1000218<CRLF>

请求：

• : - 消息开始 - 0x3A
• 01 - 슬레이브 주소 - 0x01
• 04 - 기능 코드 (입력 레지스터 읽기 (FC04)) - 0x04
• 20C1 - 要읽기的레지스터주소 - 0x20C1
• 0002 - 要읽기的레지스터길이 (必须是 2) - 0x0002
• 18 - LRC 체크섬
• <CRLF> - 消息종료，줄바꿈(CRLF) - 0x0D0A

响应：

:01040400001234B1<CRLF>

响应：

• : - 消息开始 - 0x3A
• 01 - 슬레이브 주소 - 0x01
• 04 - 기능 코드 (입력 레지스터 읽기 (FC04)) - 0x04
• 04 - 읽기데이터길이 (4 바이트) - 0x04
• 00001234 - 从 VAR1 읽기的值 - 0x00001234
• B1 - LRC 체크섬
• <CRLF> - 消息종료，줄바꿈(CRLF) - 0x0D0A

常用기능 코드操作

以下是 Modbus 的常用기능 코드及其请求和响应예제：

功能 01（01H）读코일

• 请求：읽기从机中코일的 ON/OFF 状态。

• 响应：코일 상태响应消息被打包为데이터필드的每比特表示一个코일。

功能 02（02H）读이산 입력

• 请求：읽기从机中이산 입력的 ON/OFF 状态。

• 响应：이산 입력状态响应消息的构造与코일 상태相同。

功能 03（03H）读유지 레지스터

• 请求：읽기从机中유지 레지스터的2진수콘텐츠。

• 响应：유지 레지스터데이터在每个레지스터中打包为两个바이트。

功能 04（04H）读입력 레지스터

• 请求：읽기从机中입력 레지스터的2진수콘텐츠。

• 响应：读입력 레지스터데이터的响应消息的构造与유지 레지스터 읽기 (FC03)相同。

功能 05（05H）写单코일

• 请求：将单个코일쓰기 ON 或 OFF。

• 响应：正常的响应是请求的回显。

功能 06（06H）写单个유지 레지스터

• 请求将一个值쓰기单个유지 레지스터中。当广播时，该函数在所有附加的从机上设置相同的레지스터引用。请求消息指定要쓰기的레지스터引用（指定주소和数值）。

• 响应

  正常的响应是请求的回显，在쓰기유지 레지스터콘텐츠之后返回。

功能 15（0FH）写多个코일

• 请求：将一个코일시퀀스中的每个코일쓰기 ON 或 OFF。

• 响应：正常响应返回从주소、功能代码、시작주소和쓰기的코일 수량。

功能 16（10H）写多个유지 레지스터

• 请求：将值쓰기到一个유지 레지스터시퀀스中。

• 响应：正常响应返回从주소、功能代码、시작주소和쓰기的레지스터 수량。

LRC체크섬

LRC 체크섬的계산方法如下：

unsigned char ucMBLRC( unsigned char * pucFrame, unsigned short usLen )
{
    unsigned char ucLRC = 0;  /* LRC char initialized */

    while( usLen-- )
    {
        ucLRC += *pucFrame++;   /* Add buffer byte without carry */
    }

    /* Return twos complement */
    ucLRC = ( UCHAR ) ( -( ( CHAR ) ucLRC ) );
    return ucLRC;
}