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数据传送模式
MODBUS允许两种传送模式：ASCII模式和RTU模式。传送模式由主机决定。在ASCII模式，消息由7位ASCII字符组成。在RTU模式，消息由8位二进制字符组成。MODBUS拥有几种不同的错误校验，ASCII模式使用LRC校验，RTU模式使用CRC校验。
下表给出ASCII模式和RTU模式的比较：
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ASCII模式（7bits）
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RTU模式（8bits）
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代码系统
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十六进制（ASCII字符0－9，A－F）
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8位二进制
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位个数
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起始位
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1
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1
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数据位
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7
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8
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校验位
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1
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1
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停止位
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1或2
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1或2
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错误校验
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LRC
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CRC
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1.1 ASCII模式消息帧
在ASCII模式，每个消息帧都包括一个起始符、一个地址栏、一个功能栏、一个数据栏、一个校验栏和一个结束符。
冒号符（：）作为起始符，回车符（CR）和换行符（LF）是结束符。
ASCII模式允许在两个字符之间有最长1秒的时间间隔。
下图举例说明一个ASCII模式消息帧：
| 帧起始 |
地址栏 |
功能栏 |
数据栏 |
校验栏 |
帧结束 |
准备就绪 |
| 2字符模式 |
| ： |
2字符 |
2字符 |
N个4字符 |
2字符 |
回车 |
换行 |
| 16位模式 |
| ： |
16位 |
16位 |
N个16位 |
16位 |
回车 |
换行 |
1.2 RTU模式消息帧
在RTU模式，每个消息帧都包括一个地址栏、一个功能栏、一个数据栏和一个校验栏。
一帧消息传送完毕后，必须等待可发送3?个字符的时间，这一时间间隔用来同步MODBUS RTU通讯。
下图举例说明一个RTU模式消息帧：
| 流逝时间 |
地址栏 |
功能栏 |
数据栏 |
校验栏 |
流逝时间 |
| 大于发送3?个字符的时间 |
（8位） 1字符 |
（8位） 1字符 |
（8位） 1字符 |
（8位） 1字符 |
大于发送3?个字符的时间 |
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1.3 错误检查
错误检查包括硬件奇偶校验、ASCII模式的LRC校验和RTU模式的CRC校验.
1.3.1
硬件奇偶校验
偶校验
数据位与校验位的和为偶数。
奇校验
数据位与校验位的和为奇数。
1.3.2
ASCII模式的LRC校验
LRC校验数与ASCII模式消息帧的地址栏、功能栏、数据栏的总和为零。
在计算时，不包括起始符冒号（：）和结束符回车（CR）与换行（LF）。
下面给出LRC的计算程序：
static unsigned char LRC(auchMsg, usDataLen)
unsigned char *auchMsg ; /* message to calculate LRC upon */
unsigned short usDataLen ; /* quantity of bytes in message */
{
unsigned char uchLRC = 0 ; /* LRC char
initialized */
while (usDataLen––) /* pass through
message buffer */
uchLRC += *auchMsg++ ; /* add buffer byte
without carry */
return ((unsigned char)(–((char)uchLRC)))
; /* return twos complement */
}
1.3.3
RTU模式的CRC校验
产生CRC校验值的过程
1、
调用一个16位寄存器，写入十六进制数FFFF。我们称这一寄存器为CRC寄存器。
2、
异或消息帧的第一个8位数，结果存在CRC寄存器。
3、
将CRC寄存器右移一位，最高位（MSB）填零，然后检查移出位。
4、
如果移出位为0，则重复第3步（继续右移）；
如果移出位为1，CRC寄存器异或十六进制数A0001；
5、
重复步骤3、4直到8次右移结束。
6、
异或消息帧的下一个8位数，结果存在CRC寄存器。
7、
重复步骤3～6直到消息帧的所有数据被处理。
8、
最后得到的2字节数（16位）就是CRC校验值。
下面给出CRC的计算程序：
//***CRC Calculation for MODBUS Protocol for VC++***//
//数组snd为地址等传输字节，num为字节数//
unsigned int mb_crc(BYTE *snd,int num)
{ int i,j;
unsigned int c,crc=0xFFFF
for (i=0;i
{ c=str[i] & 0x00FF;
crc^=c;
for(j=0,j<8,j++)
{ if (crc & 0x0001)
{crc>>=1;crc^=0xA001;}
else crc>>=1
}
}
return(crc);
}
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