介绍

Modbus是一种低速串行数据协议，通常用于工业应用，其中监控计算机（主）控制或监视多个远程设备（从设备）。该规范最初由Modicon（现为Schneider Electric）于1979年发布，用于其可编程逻辑控制器（PLC）。在标准的Modbus网络中，有一个主站，最多247个从站，每个从站具有1到247的唯一地址。

英国PicoScope软件支持Modbus RTU和Modbus ASCII的协议解析，可免费实时解码。

Modbus协议版本

已经开发了几种版本的Modbus以适应所使用的传输介质。最常见的是：

• Modbus RTU（远程终端单元） - 通常用于RS-232单端或RS-485差分线路，使用二进制编码和CRC错误检查。
• Modbus ASCII - 也适用于RS-232或RS-485线路，使用ASCII字符而不是二进制，使其更具可读性但效率更低，并且使用效率较低的LRC错误检查。ASCII模式使用ASCII字符开始和结束消息，而RTU使用3.5个字符时间的时间间隔进行成帧。Modbus ASCII消息需要两倍的字节来传输与Modbus RTU消息相同的内容。
• Modbus TCP - 用于TCP / IP网络，通常是以太网（PicoScope目前不支持）。

Modbus框架结构

Modbus协议定义了协议数据单元（PDU），它独立于底层通信层。根据所使用的总线或网络的类型，可以在应用数据单元（ADU）中引入附加字段。

协议数据单元（PDU）包含：

• 该功能代码来执行，表示这样的动作。
• 从主设备发送到从设备的帧的数据字段，其中包含有关由功能代码定义的操作的附加信息。这可以包括离散和寄存器地址，要处理的项目数量以及字段中实际数据字节数等项目。在某些类型的请求中，数据字段可能不存在（长度为零）。

应用数据单元（ADU）包含：

• 的协议数据单元（PDU）
• 在从ID
• 该校验码

错误代码 - 当服务器响应客户端时，它使用功能代码字段来指示正常（无错误）响应或发生某种错误，称为异常响应。对于正常响应，服务器只是回显原始功能代码并返回所请求的数据。 

数据存储

数据存储在四个不同表中的从设备中。其中两个存储称为线圈和离散输入的开 - 关（1位）值，两个存储数值作为称为寄存器的16位字。每个都是只读或读/写。

每个表有9999个位置。

功能代码

Modbus功能代码分为三类：

• 公共功能代码 - 从1到127，除了用户定义的代码，由Modbus.org社区验证，公开记录并保证唯一。
• 用户定义的功能代码 - 分为65到72和100到110两个范围。
• 保留功能代码 - 某些公司用于传统产品，不可供公众使用。

表中显示了常用功能代码的示例。

Modbus的完整规范可从www.modbus.org免费获得

用Picoscope解码Modbus

发生错误时，使用Modbus协议解码的PicoScope进行故障排除可以将解码的帧与示波器捕获的数据相关联。例如，这有助于识别由于噪声，干扰或不正确的电压电平而导致数据损坏的位置。

在PicoScope上获取Modbus数据

使用两个示波器通道，一个用于主传输线，另一个用于从传输线。如果Modbus通过RS-422或RS-485传输，请使用差分探测。

将存储器长度设置为足以获取所需数量的帧，并使用足够的采样分辨率来解析各个位。

或者，使用缓冲存储器索引捕获帧的短脉冲，同时忽略其间的任何死区时间。

使用水平缩放控件可以详细查看单个帧。

添加第二个范围视图以同时显示主数据帧和从属数据帧。

设置Modbus解码器

从“ 工具”菜单中选择“ 串行解码 ” 。

单击“ 创建”，然后从Modbus RTU  或  Modbus ASCII中进行选择。

在设置窗口中，大多数字段都会自动填充。用户只需定义哪个通道是主通道，哪个通道是从通道。

如果选中Graph，则颜色键控的迹线将出现在图形显示中，与采集的数据时间相关。

如果选中Table，则所有数据将以表格格式显示。该表有几个有用的功能：

• 双击图形格式的框架，相应的框架将在表格中突出显示。
• 选择“ 导出”以CSV格式保存表格数据。
• 设置链接文件，以便表中的数据可以显示为有意义的文本。
• 在表上过滤以在任何字段中搜索特定值 - 例如，无效的CRC。

总结

Modbus RTU和Modbus ASCII解码器是PicoScope软件版本6.13.5及更高版本的标准功能，可与所有实时PicoScope型号配合使用。

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