MODBUS通讯协议是一种工业现场总线通讯协议，它界说的是一种设备操控器能够辨认和运用的信息帧结构，独立于物理层介质，能够承载于多种网络类型中。MODBUS协议把通讯参与者规则为“主站”(Master)和“从站”(Slave)，数据和信息的通讯遵照主/从形式，当它应用于规范MODBUS网络时，信息被直接传送。MODBUS总线网络中的各个智能设备通过异步串行总线连接起来，只答应一个操控器作为主站，其他智能设备作为从站。选用指令/应对的通讯办法，主站宣布恳求，从站应对恳求并送回数据或状况信息，从站不能够自己发送信息。MODBUS协议界说的各种信息帧格局，描绘了主站操控器拜访从站设备的进程，规则从站怎样做出应对呼应，以及查看和陈述传输过错等。网络中的每个从设备都必须分配给一个仅有的地址，只要契合地址要求的从设备才会呼应主设备宣布的指令。
因为MODBUS总线体系开发成本低，简略易用，并且现在已有许多工控器、PLC、显示屏等都具有MODBUS通讯接口，所以它现已成为一种公认的通讯规范。通过MODBUS总线，能够很方便地将不同厂商出产的操控设备连成工业网络，进行会集监控。
MODBUS开端为PLC通讯而规划，它通过24种总线指令完结PLC与外界的信息交流。这些总线指令对应的通讯功用首要包括AI/AO、DI/DO的数据传送。但不是许多MODBUS设备的操控只运用其间的几条指令，对其他指令不做反响。
1.MODBUS通讯格局
MODBUS协议界说了两种传输形式，即RTU(Remote Terminal Unit)和ASCII。在RTU形式中，1字节的信息作为一个8位字符被发送，而在ASCII形式中则作为两个ASCII字符被发送，如发送字符 “20”时，选用RTU形式时为“00100000”，但是选用ASCII形式则成为“00110010”+“00110000”(ASCII字符的 “2”和“0”)。可见，发送相同的数据时，RTU形式的功率大约为ASCII形式的两倍。一般来说，数据量少并且首要是文本时选用ASCII;通讯数据量大并且是二进制数值时，多选用RTU形式。
主站一次可向一个或一切从站发送通讯恳求(或指令)，主设备通过音讯帧的地址域来选通从设备。主站发送的音讯帧的内容和次序为：从站地址、功用码、数据域(数据开端地址、数据量、数据内容)、CRC校验码;从站应对的信息内容和次序与主站信息帧根本相同。MODBUS除了界说通讯功用码之外，一起还界说了犯错码，标志犯错信息。主站接纳到过错码后，依据过错的原因采纳相应的办法。从站应对的数据内容依据功用码进行呼应，例如功用代码03要求读取从站设备中坚持寄存器的内容。
2. CRC校验的完结
MODBUS通讯的RTU形式中，规则信息帧的终究两个字节用于传递CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)码。发送方将信息帧中地址域、功用码、数据域的一切字节按规则的办法进行位移并进行XOR(异或)核算，即可得到2字节的 CRC码，并把包括CRC校验码的信息帧作为一接连的流进行传输。接纳方在收到该信息帧时按相同的办法进行核算，并将成果同收到的CRC码的双字节比较，假如共同就以为通讯正确，不然以为通讯有误，从站将发送CRC过错应对。
RTU形式一般选用CRC-16冗余校验办法，CRC-16的校验码为16位(2字节)，其间低字节在前，高字节在后。完结CRC校验有两种办法：依据CRC校验的界说公式进行核算，或许在程序中树立CRC校验值表。在程序中运用前者更简单完结，这儿需求运用CRC生成多项式 X16+X15+X2+1。该多项式对应的码组系数为18005H(16进制)，去除最高位，对应的16位余数为8005H，即为CRC-16常数。 CRC-16校验进程如下：将CRC寄存器的每一位预置为1;把该寄存器值与8bit的信息帧数据进行异或，成果存于该寄存器;对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位(MSB)的方位补零，而最低位(LSB，移位后现已被移出CRC寄存器)假如为1，则把寄存器与CRC-16常数进行异或，不然假如 LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8bit数据处理完毕，用此刻寄存器的值与下一个8bit数据异或并进行如前相同的8 次移位。一切的字符处理完结后CRC寄存器内的值即为终究的CRC值。CRC添加到音讯中时，先参加低字节，然后高字节。
3. 链路特征
MODBUS规范的物理层能够选用RS-232串行通讯办法，但在长间隔通讯中常选用RS-422或RS-485替代。在多点通讯情况下只选用 RS-485办法，所以RTU形式下的MODBUS体系选用屏蔽双绞线，通讯间隔可达1000m。一条总线上最多可装备31个从站设备。传输线上的信息交流是半双工的，即一起只能有一台设备答应发送信息，主站在发送下一条指令之前等候从站回应，然后避免了线路的抵触。
RTU形式的传输格局是1个数据位，2个中止位，没有奇偶校验位。通讯数据安全由操控参数CRC-16码确保。RTU接纳设备依托接纳字符间通过的时刻判别一帧的开端，假如通过3个半的字符时刻后依然没有新的字符或许没有完结帧，接纳设备就会抛弃该帧，并设下一个字符为新一帧的开端。
