充電一下 -- MODBUS 通訊格式

剛剛完成機械手臂的基本雛形

要銜接下一個進度的空檔

來談談通訊中最常被使用的格式 -- MODBUS



MODBUS是一種通訊碼的標準

有別於硬體的RS232, RS485, USB...等規範

它純粹是定義軟體的碼

如果你告訴別人MODBUS就是9600,n,8,1

那觀念上就差了十萬八千里囉!!



到底什麼是MODBUS??

簡單說

就是兩台機器彼此用來溝通的語言

標準格式如下



1. 站號 --  2. 指令 -- 3. 資料位址 -- 4. 資料長度 -- 5. 檢查碼





底下分別說明各個部分



1.  站號 (0~255)



其實就是我們常說的ID(身份證號碼)

用來表示您所正在溝通的對象硬體

因為絕大多數的通訊

都是並接很多台設備同時進行連線的

如果不能明確告知要跟哪一台溝通

很可能機器跟機器之間會溝通不良而罷工或暴動





2. 指令



這就是您對硬體所要求執行的動作

常見的指令如下

0x01 : Read digital (ON/OFF) parameter (讀取一個數位參數) 

0x03 : Read analog parameter (讀取一組類比參數)

0x05 : Write digital parameter (寫入一個數位參數)

0x06 : Write analog parameter(寫入一組類比參數)



標示藍色的指令(digital)

就是一次只能存取一個 bit 的資料

標示紅色的指令(analog)

就是一次能存取一組 16 bits 的資料





3. 資料位址



固定格式為2 Bytes

如果是數位的位址

代表的意思就是第幾個bit的位置

假設我寫位址是0000

那麼就代表第一個bit

位址是0013

就代表第20個bit  (0x0013=19)



同樣的

類比所代表的位址

就是代表第幾組資料的位址(一組是16bits)





4. 資料長度 (或寫入資料)



當指令為讀取時

這兩個Bytes的功能就是告訴對方我要讀取幾個Bytes

當指令為寫入時

就是把前一組位址寫入現在這裡所填的資料





5. 檢查碼



MODBUS的檢查碼分兩種

第一種是給ASCII(文字形)通訊用的

叫做LRC

它簡單來說就是checksum的功能

把前面所有的通訊碼的值累加起來

再用0去減掉這個總合

得到一個8 bits的運算值之後

再把這個值拆成兩個 ASCII文字

最後補上結束碼(CRLF)



第二種是給RTU(二進位形)通訊用的

叫做CRC16(簡稱CRC)

它比較複雜

是透過一連串的互斥運算所得到的值

不過現下絕大多數的CRC

是用查表比對出來的



在這種檢查碼的格式下

有一個很重要的參數

我把它稱做"啟始種子"

一般來說

這個種子應該是0xffff開始的

也就是互斥運算的一開始

必須是0xffff

然而隨著通訊碼的諜對諜

這個種子可能會變成是0x0000或是0x8000

小弟在實際的應用場合

就看到這兩個異類種子出現過

然而這是否算是違反MODBUS格式呢?

那就見人見智囉!!





在什麼地方看得到MODBUS呢?

大多數的PLC通訊

應該是用MODBUS平台來架構的

某一些大型的加工機台

或是機械手臂

也會用MODBUS來進行通訊

大致來說

MODBUS就像機器界的中英文一樣

是最多人使用的語言

所以想要玩通訊的人

要稍微熟悉一下這個格式唷~~~





以上是一點小分享

詳細的資料可以參考一下這篇文章

http://www.eecs.umich.edu/~modbus/documents/PI_MBUS_300.pdf