Modbus-RTU協議報文信息幀中的代碼解析1、地址碼
地址碼是信息幀的個字節（8位），從0到255。每個從機都必須有的地址。在下行幀中，表明只有符合地址碼的從機才能接收由主機發送來的信息。在上行幀中，表明該信息來自于何處。
備注：如果地址為0x00，則認為是一個廣播命令，就是所有從機要接收主機發來的信息。規約規定廣播命令必須是寫命令，并且從站也不發送回答。
2、功能碼
功能碼是信息幀的第二個字節。ModBus通訊規約定義功能號為1到127。大多數設備只利用其中一部分功能碼。下行幀中，通過功能碼告訴從機執行什么動作。在上行幀中，從機發送的功能碼與主機發送來的功能碼一樣，并表明從機已響應主機進行的操作，否則表明從機沒有響應操作或發送出錯。其常用功能碼如下所示：
3、數據
它因不同的功能碼及不同的從機而不同。數據區可以是實際數據、狀態值、參考地址、數據長度等等。
4、CRC碼
Modbus-CRC校驗碼由發送設備計算，放置于發送信息的尾部。接受信息的設備再重新計算接收到的信息的CRC碼，比較計算得到的CRC碼是否與接收到的相符（或將接收到的信息除以約定的除數，應無余數），如果不相符（有余數），則表明出錯。它用于保證主機或從機對傳送過程中出錯的信息起不了作用，增加了系統的安全與效率。
下面我就來說一下CRC碼是如何計算出來的。
在介紹CRC碼的計算過程之前，我們先來談談“模2除法”。
A、模2運算
“模2除法”與“算術除法”類似，但它既不向上借位，也不比較除數和被除數的相同位數值大小，只要以相同位數進行相除即可。
“模2加法”為1+1=0，1+0=1，0+0=0，0+1=1；
“模2減法”為1-1=0，1-0=1，0-0=0，0-1=1；
仔細看看上面的運算，非常像一種邏輯運算,[老化試驗箱]
沒錯，上述運算相當于二進制中的邏輯異或運算。也就是比較后，兩者對應位相同則結果為“0”，不同則結果為“1”。下面以100101除以1110為例，為大家展示一下“模2除法”的運算，如下圖示：
上述算式的商為11，余數為1。
B、CRC校驗步驟
1、先選擇一個用于在接收端進行校驗時，對接收的幀進行除法運算的除數。此除數可以隨機選擇，也可按標準選擇。通常以多項式的方式表示，這個多項式也稱之為“生成多項式”。
備注：除數的位和位必須為1。
2、看已選定的除數二進制位數k，，然后在要發送的數據幀（m位）后面加上k-1位“0”，然后用已經加上k-1位“0”的新幀（m+k-1位）以“模2除法”方式除以上面所說的除數，所得到的余數就是該幀的CRC校驗碼，也稱為FCS（幀校驗序列）。
備注：余數的位數一定要是比除數位數只能少一位，哪怕前面的位是0，甚至全為0也不能省略。
3、再把這個校驗碼附加在原在原數據幀后面，構成一個新幀發送到接收端，最后在接收端再把這個新幀以“模2除法”方式除以前面選擇的余數，如果沒有余數，則該幀在傳輸過程中沒有出錯，否則就是出現了差錯。（或者重新計算CRC碼）。
C、示例
下面舉個例子來說明，CRC碼的計算過程。
更改設備地址：
寫地址命令：
設備地址 功能碼 起始寄存器地址 寄存器個數 數據長度 數據 CRC校驗
00 10 02 00xx CRCloCRChi（XX=0X01-0XFF）
設備回復：
設備地址 功能碼 起始寄存器地址 寄存器個數 CRC校驗
00 10 00 01 00 01 CRCloCRChi
讀取設備地址：
讀站號：（固定命令）
設備地址 功能碼 起始寄存器地址 寄存器個數 CRC校驗
00 03 CRCloCRChi
備注：/，在網站中下載串口軟件可以方便地計算CRC碼。
二、modbus報文實例解析
注：以下報文的CRC算法為CRC-16/MODBUS。
A、01號命令
下行幀：11 01 00 13 00 25 F9 C8
11為從機地址（1byte），地址號17；
01為功能碼（1bye），讀線圈狀態；
0013為寄存器起始地址（2byte），起始地址19；
備注：程序的起始地址為0。起始地址19實際上是第20號接觸器。
0025為數據數量（2byte），37個狀態量，需要5個字節的空間；
F9C8為CRC碼（2byte）。
釋義：讀取來自17號從機以20號接觸器為起始的37個接觸器狀態。
上行幀：11 01 05 CD 6B B2 0E 1B 18 8D
11為從機地址（1byte），地址號17；
01為功能碼（1byte），讀線圈狀態；
05為數據區字節數（1byte），5個字節；
CD 6B B2 0E 1B為數據（5byte），僅解析個數據（CD）,CD轉為二進制序列為11001101，從低位到高位讀，每一位對應一個接觸器的狀態，0為分，1為合。
綜上數據段中的CD，表示20號接觸器合位、21號分位、22號合位、23號合位、24號分位、25號分位、26號合位、27號合位；
18 8D為CRC碼（2byte）。
釋義：上送來自17號從機的接觸器狀態，其數據字節數為5，信息為20號接觸器合位、21號分位、22號合位、23號合位、24號分位、25號分位、26號合位、27號合位……
備注：
若詢問的數據數量不是8的整倍數，那么字節的多余位補0，此時的0不代表任何意義。在此例里，數據段中的1B，低位B則表示52號分位，53號合位，54號分位，55號合位；它的高位1表示，56合位，其余位補0，無意義。
B、02號命令
下行幀：11 02 00 13 00 25 F9 40
11為從機地址（1byte），地址號17；
02為功能碼（1byte），讀離散輸入狀態；
0013為寄存器起始地址（2byte），起始地址19；
0025為數據數量（2byte），37個狀態量，需要5個字節的空間；
F940為CRC碼（2byte）。
釋義：讀取來自17號從機以20號開關為起始的37個斷路器狀態。
說明：
01讀取的是線圈狀態，只能代表電保持的開關器件的狀態，如是斷路器這種只需要短時合閘脈沖，線圈不需要長期得電，無法用01取得位置信號。
02讀取的是開入狀態，可以是斷路器的輔助觸點，也可以行程開關等等器件，所以可以讀取機械保持的斷路器的位置信號。
上行幀：11 02 05 CD 6B B2 0E 1B 1B BD
11為從機地址（1byte），地址號17；
02為功能碼（1byte），讀離散輸入狀態；
05為數據區字節數（1byte），5個字節；
CD 6B B2 0E 1B為數據（5byte），此次解析第二個數據（6B），6B轉為二進制序列為01101011，從低位到高位讀，每一位對應一個斷路器的狀態，0為分，1為合。
綜上數據段中的6B，表示28號斷路器合位、29號合位、30號分位、31號合位、32號分位、33號合位、34號合位、35號分位；
1BBD為CRC碼（2byte）。
釋義：上送來自17號從機的斷路器狀態，其數據字節數為5，信息為20號斷路器合位、21號分位、22號合位、23號合位、24號分位、25號分位、26號合位、27號合位……
C、03號命令
下行幀：11 03 00 6B 00 03 FF 8C
11為從機地址（1byte），地址號17；
03為功能碼（1byte），讀保持寄存器；
006B為寄存器起始地址（2byte），起始地址107；
0003為數據數量（2byte），3個模擬量;
FF 8C為CRC碼（2byte）。
下面開始報文分析：
下行幀：11 04 00 00 00 01 5A 33
11為從機地址（1byte），地址號17；
04為功能碼（1byte），讀輸入寄存器；
0000為事件交換字地址（2byte），地址號0；
0001為SOE讀指針地址（2byte），地址號1；
5A33為CRC碼（2byte）
釋義：詢問17號從機的事件交換字及當前SOE指針位置。
上行幀：11 04 04 00 02 00 2e 5A AA
11為從機地址（1byte），地址號17；
04為功能碼（1byte），讀輸入寄存器；
04為數據區字節數（1byte），4個字節；
0002為事件交換字（2byte），表示有2個SOE數據滯留在SOE緩沖區內；
002e為當前指針位置（2byte），表示指針移動到46的位置；
5AAA為CRC碼（2byte）。
釋義：17號從機回應主機：事件交換字為2，當前SOE指針位置為46。
下行幀：11 04 01 00 00 10 AA F2
11為從機地址（1byte），地址號17；
04為功能碼（1byte），讀輸入寄存器；
0100為指針46位置對應的地址，地址號256；
0010為數據占用寄存器個數，16個；
AAF2為CRC碼（2byte）。
釋義：讀取17號從機的以256為起始地址的SOE數據，共16個寄存器。
上行幀：11 04 20 02 01 09 02 0B 0C 0E 0D 01 02 00 02 00 01 00 0001 03 09 02 0C 0B 09 0F 03 14 00 04 01 01 00 00 2E 7D
11為從機地址（1byte），地址號17；
04為功能碼（1byte），讀輸入寄存器；
20為數據區字節數（1byte），32字節；
02 01 09 02 0B 0C 0E 0D 01 02 00 02 00 01 00 00為組SOE數據，其中尾部的四個字節00 01 00 00為備用數據，無任何意義。個字節為SOE類型，第二個字節為SOE的源，隨后8個字節為時標，而后兩個字節為SOE的測點。
表示2009年2月11日12點14分13秒25.8毫秒2號開關手動分閘。
01 03 09 02 0C 0B 09 0F 03 14 00 04 01 01 00 00 為第二組SOE數據，其中尾部的四個字節01 01 00 00為備用數據，無任何意義。個字節為SOE類型，第二個字節為SOE的源，隨后8個字節為時標，而后兩個字節為SOE的測點。
表示2009年2月12日11點9分15秒78.8毫秒4號開關通訊合閘。
2E7D為CRC碼。
釋義：17從機上送32字節的SOE數據：2009年2月11日12點14分13秒25.8毫秒2號開關手動分閘；2009年2月12日11點9分15秒78.8毫秒4號開關通訊合閘。
E、05號命令
下行幀：11 05 00 AC FF 00 F3 F6
11為從機地址（1byte），地址號17；
01為功能碼（1byte），寫單個線圈；
00AC為下置的寄存器地址（2byte），寄存器地址號為172；
FF00為下置的數據；
F3F6為CRC碼（2byte）。
釋義：合上17號從機的173號開關。
備注：開關的分閘命令為0x00，合閘命令為FF00，其余數值均為非法。
上行幀：11 05 00 AC FF 00 F3 F6
此幀*重復下行幀的命令，相當于確認命令已執行。
釋義：17號從機的173號開關已合閘。
F、06號命令
下行幀：11 06 00 01 00 32 79 B9
11為從機地址（1byte），地址號17；
06為功能碼（1byte），寫單個保持寄存器；
0001為下置的寄存器地址（2byte），寄存器地址號為1；
0032為下置的數據，數據為50；
79B9為CRC碼（2byte）。
釋義：將17號從機里地址為1的保持寄存器中數據置為50。此條數據可以是將18號從機的第2號變頻器的輸出頻率置為50HZ。
上行幀：11 06 00 01 00 32 79 B9
釋義：表示置位成功，即17號從機的第2號變頻器的輸出頻率已置為50HZ。
G、15號命令
下行幀：110F 00 13 00 02 01 01 98 9B
11為從機地址（1byte），地址號17；
0F為功能碼（1byte），寫多個線圈；
0013為起始地址（2byte），起始地址為19；
0002為強置個數（2byte），個數為2；
01為強置字節數（1byte），1個字節；
01為強置數據（1byte），強置數據為0001，由于強置個數為2個，所以與第二位無效；
989B為CRC碼（2byte）。
釋義：合上17號從機的20號開關，分開其21號開關。此命令可以作消防聯動，將風柜出風口閥門配置21號開關，防排煙風機的啟動開關配置為20號開關，可組成的消防聯動。
上行幀：11 0F 00 13 00 02 5F 27
11為從機地址（1byte），地址號17；
0F為功能碼（1byte），寫多個線圈；
0013為起始地址（2byte），起始地址為19；
0002為強置個數（2byte），個數為2；
5F23為CRC碼（2byte）。
釋義：已合上17號從機的20號開關，已分開其21號開關。
H、16號命令
設系統時間地址為10000～10004。
下行幀：11 10 27 10 00 05 0A 07 D2 0A 09 00 0C 0E 0D 00 00 DD D5
11為從機地址（1byte），地址號17；
10為功能碼（1byte），寫多個保持寄存器；
2710為起始地址（2byte），起始地址為10000；
0005為寫寄存器個數，占用5個寄存器；
0A為數據區字節數，10個字節；
07 D2 0A 09 00 0C 0E 0D 00 00為數據（10byte），表示2002年9月10日12點14分13秒0毫秒；
DDD5為CRC碼（2byte）。
釋義：將系統時間置為2002年9月10日12點14分13秒0毫秒。
上行幀：11 10 27 10 00 05 EB 09
11為從機地址（1byte），地址號17；
10為功能碼（1byte），寫多個保持寄存器；
2710為起始地址（2byte），起始地址為10000；
0005為寫寄存器個數，占用5個寄存器；
EB09為CRC碼（2byte）。
下面來簡要說明一下這種物理層的校驗方式：
1、當通信開始時，信號線為空閑（邏輯1），當檢測到由1跳變至0時，開始“接收時鐘”計數。
2、當計到8個時鐘時，對輸入信號進行檢測，若依舊為低電平，則確認此跳變信號為“起始位（B）”信號（邏輯0），而不是干擾信號。
3、當接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D0位數據。
4、再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D1位數據，直到全部數據位都輸入完畢。
注意：在發送時，順序為LSB發至MSB，即由低往高發。如圖中所示，其數據是45H=0100 0101，但其發送順序是1010 0010，切莫倒置。
5、接收奇偶校驗位。
6、當接收完規定的數據位個數和校驗位后，通信接口電路希望收到停止位S（邏輯1），若此時未收到邏輯1，說明出現了錯誤，在狀態寄存器中置“幀錯誤”標志。若沒有錯誤，對全部數據進行奇偶校驗，校驗無錯誤時，把數據位從移位寄存器送入數據輸入寄存器，若校驗錯誤，在狀態寄存器中置奇偶錯誤標志。
還是以上圖數據45H為例，說明一下奇偶校驗。45H的二進制序列為0100 0101。
如果采用奇校驗，奇偶校驗位就是0。這樣才能保證發送出去的數據“1”的個數為奇數，本例中數據中“1”個數為3，所以奇偶校驗位就是0。
如果采用偶校驗，奇偶校驗位就是1，這樣才能保證發送出去的數據“1”的個數為偶數，本例中數據中“1”個數為3，所以奇偶校驗位就是1，這樣數據中就有了4個“1”，這樣才能滿足偶校驗。
7、本幀信息接收完畢，把線路上的高電平作為空閑位。
備注：本段文字中提到的時鐘，是指時鐘周期，是晶振頻率的倒數。它是計算機中最基本，最小的時間單位。
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