Modbus RTU 協議介紹

異步串行傳輸方式，采用二進制格式，適用于串行通訊（如RS-485），效率高，是工業現場的主流選擇。

主站是Master，從站是Slave。

Modbus RTU 協議格式

幀結構

• 地址碼（1字節）：從設備的地址，取值1-247。
• 功能碼（1字節）：指定操作類型，如讀取或寫入。
• 數據區（長度可變）：包含具體的操作數據。
• CRC校驗（2字節）：循環冗余校驗碼，確保數據無誤。

功能碼

功能碼	功能	用途
01	讀線圈狀態	獲取開關量輸出狀態
03	讀保持寄存器	獲取16位可讀寫數據
04	讀輸入寄存器	獲取16位只讀數據
05	寫單個線圈	控制單個開關量輸出
06	寫單個寄存器	修改單個16位數據
16(0x10 十六進制)	寫多個寄存器	修改多個16位數據

CRC 校驗

CRC（循環冗余校驗）是Modbus RTU的關鍵，用于檢測傳輸錯誤。發送方計算CRC并附加在幀尾，接收方重新計算并比對。

CRC16校驗算法示例：

const unsigned short wCRCTalbeAbs[] =
{0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401, 0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400,
};unsigned short mt_api_crc16(unsigned char *ptr, unsigned int len) 
{unsigned short wCRC = 0xFFFF;unsigned short i;unsigned char chChar;unsigned char temp[2];for (i = 0; i < len; i++){chChar = *ptr++;wCRC = wCRCTalbeAbs[(chChar ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);wCRC = wCRCTalbeAbs[((chChar >> 4) ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);}temp[0] = wCRC&0xFF; temp[1] = (wCRC>>8)&0xFF;wCRC = (temp[0]<<8)|temp[1];return wCRC;
}

0x01 功能碼（讀線圈狀態）

請求數據

01 01 00 00 00 08 9C 03

• 01：從設備地址(1-247)
• 01：功能碼（讀線圈狀態）
• 00 00：起始線圈地址（2 字節）
• 00 08：線圈個數（讀取 8 個線圈）
• 9C 03：CRC校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始線圈地址(高位) + 起始線圈地址(低位) + 線圈數量(高位) + 線圈數量(低位) + CRC(高位) + CRC(低位)，一共 8 個字節。

響應數據

01 01 01 55 78 3A

• 01：從設備地址(1-247)
• 01：功能碼（讀線圈狀態）
• 01：線圈狀態數據的總字節數（<font style="color:rgb(0, 0, 0);">ceil(線圈數量/8)</font>，8 個線圈 = 1 字節）
• 55：線圈狀態數據（1 個字節）
• 78 3A：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 數據長度 + [線圈狀態數據（N 字節）] + CRC(高位) + CRC(低位)

0x03 功能碼（讀保持寄存器）

請求數據

01 03 00 00 00 01 C4 0B

• 01：從設備地址(1-247)
• 03：功能碼（讀保持寄存器）
• 00 00：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 01：寄存器個數（讀取 1 個寄存器）
• C4 0B：CRC校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位) + 起始寄存器地址(低位) + 寄存器數量(高位) + 寄存器數量(低位) + CRC(高位) + CRC(低位)，一共 8 個字節。

響應數據

01 03 02 19 98 B2 7E

• 01：從設備地址(1-247)
• 03：功能碼（讀保持寄存器）
• 02：后面數據的字節數，一個寄存器有 2 個字節，所以后面的字節數等于 2*查詢的寄存器數量
• 19 98：寄存器的值是 19 98
• B2 7E：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 數據長度 + 寄存器數據 + CRC 校驗碼

字節數：1+1+1+2*N+2

0x04 功能碼（讀輸入寄存器）

請求數據

01 04 00 01 00 03 60 0A 

• 01：從設備地址(1-247)
• 04：功能碼（寫輸入寄存器）
• 00 01：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 03：輸入寄存器數量
• 60 0A：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位) + 起始寄存器地址(低位) +寄存器數量(高位) + 寄存器數量(低位) + CRC 校驗(高位) + CRC 校驗(高位)，一共 8 個字節。

響應數據

01 04 06 00 0A 01 F4 03 E8 75 3B

• 01：從設備地址(1-247)
• 04：功能碼（寫輸入寄存器）
• 06：輸入寄存器數據的總字節數（寄存器數量 ×2，3×2=6 字節）
• 00 0A：第一個輸入寄存器值
• 01 F4：第二個輸入寄存器值
• 03 E8：第三個輸入寄存器值
• 75 3B：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 數據長度 + [N 組寄存器數據（每組 2 字節）] + CRC 校驗(高位) + CRC 校驗(高位)

0x05 功能碼（寫單個線圈）

請求數據

01 05 00 03 FF 00 8C 3A

• 01：從設備地址(1-247)
• 05：功能碼（寫單個線圈）
• 00 03：目標線圈地址
• FF 00：線圈狀態值
• 8C 3A：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 目標線圈地址(高位) + 目標線圈地址(低位) + 線圈狀態值(高位) + 線圈狀態值(低位) + CRC 校驗(高位) + CRC 校驗(高位)，一共 8 個字節。

響應數據

01 05 00 03 FF 00 8C 3A

• 01：從設備地址(1-247)
• 05：功能碼（寫單個線圈）
• 00 03：目標線圈地址
• FF 00：線圈狀態值
• 8C 3A：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 目標線圈地址(高位) + 目標線圈地址(低位) + 線圈狀態值(高位) + 線圈狀態值(低位) + CRC 校驗(高位) + CRC 校驗(高位)，一共 8 個字節。

0x06 功能碼（ 寫單個保持寄存器）

請求數據

01 06 00 00 00 01 48 0A

• 01：從設備地址(1-247)
• 06：功能碼（寫保持寄存器）
• 00 00：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 01：寫入的值
• 48 0A：CRC校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位) + 起始寄存器地址(低位) + 寫入值(高位) + 寫入值(低位) + CRC(高位) + CRC(低位)，一共 8 個字節。

響應數據

01 06 00 00 00 01 48 0A

• 01：從設備地址(1-247)
• 06：功能碼（寫保持寄存器）
• 00 00：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 01：寫入的值
• 48 0A：CRC校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位) + 起始寄存器地址(低位) + 寫入值(高位) + 寫入值(低位) + CRC(高位) + CRC(低位)，一共 8 個字節。

0x010 功能碼（ 寫多個保持寄存器）

請求數據

01 10 00 02 00 03 06 00 0A 01 02 03 04 75 F5

• 01：從設備地址(1-247)
• 10：功能碼（寫保持寄存器）
• 00 02：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 03：寄存器數量
• 06：后續數據的總字節數（寄存器數量 x 2）
• 00 0A：寫入數據 1（2 字節）
• 01 02：寫入數據 3（2 字節）
• 03 04：寫入數據 3（2 字節）
• 75 F5：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位)+ 起始寄存器地址(低位) + 寄存器數量(高位) + 寄存器數量(低位) + 數據總字節數 + [N 組寫入值（每組 2 字節）] + CRC 高位 + CRC 低位

響應數據

01 10 00 02 00 03 A7 3C

• 01：從設備地址(1-247)
• 10：功能碼（寫保持寄存器）
• 00 02：起始寄存器地址（2 字節）
• 00 03：寄存器數量
• A7 3C：CRC 校驗

更詳細的格式如下：

從設備地址 + 功能碼 + 起始寄存器地址(高位)+ 起始寄存器地址(低位) + 寄存器數量(高位) + 寄存器數量(低位) + CRC 高位 + CRC 低位。