开发协议
功能码介绍
| 功能码 | 备注 | |
|---|---|---|
| 01 | 读线圈状态 | 读输出通道状态 |
| 02 | 读离散输入状态 | 读输入状态 |
| 03 | 读保持寄存器 | 读取地址、版本 |
| 05 | 写单线圈 | 写单个输出通道 |
| 06 | 写单寄存器 | 设置波特率，地址 |
| 0F | 写多个线圈 | 写输出通道状态 |
| 10 | 写多个寄存器 | 设置多个寄存器 |
Modbus 数据类型
Modbus 协议定义了 4 类数据区，通常使用 0x、1x、3x、4x 表示不同的地址类型。
| 地址类型 | 地址范围 | 基础存储单元 | 读写属性 | 功能码 |
|---|---|---|---|---|
| 线圈（Coils） | 0x0000~0xFFFF | 1 bit | 读写 | 01H、05H、0FH |
| 离散输入（Discrete Inputs） | 1x0000~1xFFFF | 1 bit | 只读 | 02H |
| 输入寄存器（Input Registers） | 3x0000~3xFFFF | 16 bit / Register | 只读 | 04H |
| 保持寄存器（Holding Registers） | 4x0000~4xFFFF | 16 bit / Register | 读写 | 03H、06H、10H |
以上为 Modbus 标准的数据类型划分，设备不一定同时实现全部 4 类数据区，也不一定支持表中列出的全部功能码。
寄存器地址介绍
| 地址 (HEX) | 地址存储内容 | 寄存器取值 | 权限 | Modbus 功能码 |
|---|---|---|---|---|
| 0x0000 ~ 0x0007 | 输出通道 1~通道 8 地址 | 0xFF00: 输出通道开启； 0x0000: 输出通道关闭； 0x5500: 输出通道翻转； | 读/写 | 0x01, 0x05, 0x0F |
| 0x00FF | 操作全部输出通道 | 0xFF00: 输出通道全部开启； 0x0000: 输出通道全部关闭； 0x5500: 输出通道全部翻转； | 写 | 0x05 |
| 0x0100 ~ 0x0107 | 输出通道 1~通道 8 翻转地址 | 0xFF00: 输出通道翻转； 0x0000: 输出通道不变； | 写 | 0x05, 0x0F |
| 0x01FF | 操作全部输出通道翻转 | 0xFF00: 输出通道全部翻转； 0x0000: 输出通道全部不变； | 写 | 0x05 |
| 0x0200 ~ 0x0207 | 输出通道 1~通道 8 闪开 | 延时时间为数据 * 100 ms 数值：0x0007, 延时：7 * 100 ms = 700 ms | 写 | 0x05 |
| 0x0400 ~ 0x0407 | 输出通道 1~通道 8 闪闭 | 延时时间为数据 * 100 ms 数值：0x0007, 延时：7 * 100 ms = 700 ms | 写 | 0x05 |
| 1x0000 ~ 1x0007 | 通道 1~通道 8 输入地址 | 表示 1~8 输入通道状态 | 读 | 0x02 |
| 4x1000 ~ 4x1007 | 输出通道 1~通道 8 控制模式 | 00 ~ 03 四种控制模式 | 读/写 | 0x03, 0x06, 0x10 |
| 4x4000 | 设备地址 | 直接存储 Modbus 地址 设备地址：0x0001 | 读 | 0x03 |
| 4x8000 | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x0064 = 100 = V1.00 | 读 | 0x03 |
操作指令介绍
控制单个输出通道
发送码：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制输出通道的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道开启； 0x0000: 输出通道关闭； 0x5500: 输出通道翻转； |
| 8C 3A | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码： 01 05 00 00 FF 00 8C 3A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制输出通道的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道开启； 0x0000: 输出通道关闭； 0x5500: 输出通道翻转； |
| 8C 3A | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]:
1 号输出通道开启 : 01 05 00 00 FF 00 8C 3A
1 号输出通道关闭 : 01 05 00 00 00 00 CD CA
2 号输出通道开启 : 01 05 00 01 FF 00 DD FA
2 号输出通道关闭 : 01 05 00 01 00 00 9C 0A
3 号输出通道开启 : 01 05 00 02 FF 00 2D FA
3 号输出通道关闭 : 01 05 00 02 00 00 6C 0A
4 号输出通道开启 : 01 05 00 03 FF 00 7C 3A
4 号输出通道关闭 : 01 05 00 03 00 00 3D CA
1 号输出通道翻转 : 01 05 00 00 55 00 F2 9A
2 号输出通道翻转 : 01 05 00 01 55 00 A3 5A
3 号输出通道翻转 : 01 05 00 02 55 00 53 5A
4 号输出通道翻转 : 01 05 00 03 55 00 02 9A
控制全部输出通道
发送码：01 05 00 FF FF 00 BC 0A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 FF | 地址 | 固定 0x00FF |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道全部开启； 0x0000: 输出通道全部关闭； 0x5500: 输出通道全部翻转； |
| BC 0A | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码： 01 05 00 FF FF 00 BC 0A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 FF | 地址 | 固定 0x00FF |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道全部开启； 0x0000: 输出通道全部关闭； 0x5500: 输出通道全部翻转； |
| BC 0A | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]:
全部输出通道开启 : 01 05 00 FF FF 00 BC 0A
全部输出通道关闭 : 01 05 00 FF 00 00 FD FA
全部输出通道翻转 : 01 05 00 FF 55 00 C2 AA
读取输出通道状态
发送码：01 01 00 00 00 08 3D CC
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 01 | 01 指令 | 查询输出通道状态指令 |
| 00 00 | 起始地址 | 输出通道起始地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 输出通道数量 | 不能超过最大输出通道数量 |
| 3D CC | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 01 01 00 51 88
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 01 | 01 指令 | 查询输出通道状态指令 |
| 01 | 字节数 | 返回状态信息的所有字节数。 |
| 00 | 查询的状态 | 返回的输出通道状态 Bit0: 起始输出通道状态； Bit1: 下个输出通道状态， 依次类推，高端空闲位为零 |
| 51 88 | CRC16 | 前 4 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]：
发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC //查询全部输出通道
返回 : 01 01 01 00 51 88 //全部输出通道关闭
发送 : 01 01 00 02 00 01 5C 0A //查询 2 号输出通道
返回 : 01 01 01 01 90 48 //2 号输出通道开启
发送 : 01 01 00 01 00 03 2D CB //查询 1,2,3 号输出通道状态
返回 : 01 01 01 05 91 8B //1、3 号输出通道开启，2 号输出通道关闭
写输出通道状态
发送码：01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 0F | 0F 指令 | 写输出通道状态指令 |
| 00 00 | 输出通道起始地址 | 要控制输出通道的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 输出通道数量 | 操作输出通道数量，不能超过最大输出通道数量 |
| 01 | 字节数量 | 状态字节数 |
| FF | 输出通道状态 | Bit0: 起始输出通道状态； Bit1: 下个输出通道状态， 依次类推，高端空闲位则为零 |
| BE D5 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 0F 00 00 00 08 54 0D
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 0F | 0F 指令 | 全部寄存器控制指令 |
| 00 00 | 地址 | 输出通道起始地址 |
| 00 08 | 输出通道数量 | 写入输出通道数量 |
| 54 0D | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]：
输出通道全部开启 : 01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5
输出通道全部关闭 : 01 0F 00 00 00 08 01 00 FE 95
0-1 开； 3-7 关 : 01 0F 00 00 00 08 01 03 BE 94
1,2,3 输出通道开启 : 01 0F 00 01 00 03 01 07 F3 55
输出通道闪开闪闭指令
发送码：01 05 02 00 00 07 8D B0
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 单个控制指令 |
| 02 | 起始地址（大端） | 02 为闪开功能起始地址，04 为闪闭功能起始地址 |
| 00 | 输出通道地址 | 要控制的输出通道地址，0x00 ~ 0x07 |
| 00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据 * 100 ms 数值：0x0007，延时：7 * 100 ms = 700 ms 闪开闪闭的时间最大设置为 0x7FFF |
| 8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 05 02 00 00 07 8D B0
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 单个控制指令 |
| 02 | 起始地址（大端） | 02 为闪开功能起始地址，04 为闪闭功能起始地址 |
| 00 | 输出通道地址 | 要控制的输出通道地址，0x00 ~ 0x07 |
| 00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据 * 100 ms 数值：0x0007，延时：7 * 100 ms = 700 ms 闪开闪闭的时间最大设置为 0x7FFF |
| 8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]：
0 号输出通道闪开 : 01 05 02 00 00 07 8D B0 //700MS = 7*100MS = 700MS
1 号输出通道闪开 : 01 05 02 01 00 08 9C 74 //800MS
0 号输出通道闪闭 : 01 05 04 00 00 05 0C F9 //500MS
1 号输出通道闪闭 : 01 05 04 01 00 06 1D 38 //600MS
读取输入状态
发送码：01 02 00 00 00 08 79 CC
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 02 | 02 指令 | 读取输入状态指令 |
| 00 00 | 输入起始地址 | 输入起始地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 寄存器数量 | 读取输入通道数量，不能超过最大输入通道 |
| 79 CC | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 02 01 00 A1 88
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 02 | 02 指令 | 读取输入状态指令 |
| 01 | 字节数 | 返回状态信息的所有字节数。 |
| 00 | 查询的状态 | 返回的输入状态 Bit0: 起始输入通道状态； Bit1: 下个输入通道状态， 依次类推，高端空闲位则为零 |
| A1 88 | CRC16 | 前 4 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]：
发送 : 01 02 00 00 00 08 79 CC //查询全部输入通道
返回 : 01 02 01 00 A1 88 //输入全部没有触发
发送 : 01 02 00 00 00 08 79 CC //查询全部输入通道
返回 : 01 02 01 41 61 B8 //1、7 通道输入触发，其余通道没有触发
发送 : 01 02 00 01 00 03 69 CB //查询 2,3,4 输入通道
返回 : 01 02 01 03 E1 89 //2,3 通道输入触发，4 通道没有触发
读取输出通道控制模式
发送码：01 03 10 00 00 08 40 CC
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 03 | 03 指令 | 读取保持寄存器 |
| 10 00 | 寄存器起始地址 | 0x1000 - 0x1007 对应 1~8 输出通道控制模式 |
| 00 08 | 寄存器数量 | 读取寄存器数量，最多 8 个通道 |
| 40 CC | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 03 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 E4 59
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 03 | 03 指令 | 读保持寄存器 |
| 10 | 数据字节长度 | 返回状态信息的所有字节数。 |
| 00 00 ~ 00 00 | 控制模式 | 表示 1 - 8 输出通道控制模式，0x0000 ~ 0x0003 表示四种控制模式 0x0000: 正常模式，输出通道受指令直接控制； 0x0001: 联动模式，输出通道状态和对应输入通道状态一致； 0x0002: 翻转模式，输入通道输入一个脉冲对应的输出通道状态翻转一次 0x0003: 跳变模式，输入通道电平跳变一次对应的输出通道状态翻转一次 ⚠️ 注意：除了联动模式外，其他模式都同时支持通过指令控制输出通道。 |
| E4 59 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]：
读取 1-8 号输出通道控制模式 : 01 03 10 00 00 08 40 CC
读取 1 号输出通道控制模式 : 01 03 10 00 00 01 80 CA
读取 2 号输出通道控制模式 : 01 03 10 01 00 01 D1 0A
读取 3-5 号输出通道控制模式 : 01 03 10 02 00 03 A0 CB
设置单输出通道控制模式
发送码：01 06 10 00 00 01 4C CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 06 | 06 指令 | 写单个寄存器指令 |
| 10 00 | 寄存器起始地址 | 0x1000 - 0x1007 对应 1~8 通道输出通道控制模式 |
| 00 01 | 控制模式 | 表示 1 - 8 输出通道控制模式，0x0000 ~ 0x0003 表示四种控制模式 0x0000: 正常模式，输出通道受指令直接控制； 0x0001: 联动模式，输出通道状态和对应输入通道状态一致； 0x0002: 翻转模式，输入通道输入一个脉冲对应的输出通道状态翻转一次 0x0003: 跳变模式，输入通道电平跳变一次对应的输出通道状态翻转一次 ⚠️ 注意：除了联动模式外，其他模式都同时支持通过指令控制输出通道。 |
| 4C CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码： 01 06 10 00 00 01 4C CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 06 | 06 指令 | 写单个寄存器指令 |
| 10 00 | 寄存器起始地址 | 0x1000 - 0x1007 对应 1~8 通道输出通道控制模式 |
| 00 01 | 控制模式 | 输出通道控制模式，0x0000 ~ 0x0003 表示四种控制模式 |
| 4C CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]:
设置 1 输出通道为联动模式 : 01 06 10 00 00 01 4C CA
设置 2 输出通道为翻转模式 : 01 06 10 01 00 02 5D 0B
设置多输出通道控制模式
发送码：01 10 10 00 00 08 10 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 7C B1
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 10 | 写多寄存器指令 | - |
| 10 00 | 寄存器起始地址 | 0x1000 - 0x1007 对应 1~8 通道输出通道控制模式 |
| 00 08 | 寄存器数量 | 设置寄存器数量，最多 8 个通道 |
| 10 | 字节数量 | - |
| 00 01 ~ 00 01 | 控制模式 | 表示 1 - 8 输出通道控制模式，0x0000 ~ 0x0003 表示四种控制模式 0x0000: 正常模式，输出通道受指令直接控制； 0x0001: 联动模式，输出通道状态和对应输入通道状态一致； 0x0002: 翻转模式，输入通道输入一个脉冲对应的输出通道状态翻转一次 0x0003: 跳变模式，输入通道输入状态改变一次对应的输出通道状态翻转一次 ⚠️ 注意：除了联动模式外，其他模式都同时支持通过指令控制输出通道。 |
| 7C B1 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码： 01 10 10 00 00 08 C5 0F
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 10 | 写多寄存器指令 | - |
| 10 00 | 寄存器起始地址 | 0x1000 - 0x1007 对应 1~8 通道输出通道控制模式 |
| 00 08 | 寄存器数量 | 设置寄存器数量，最多 8 个通道 |
| C5 0F | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]:
设置 1-8 通道输出通道为正常模式：01 10 10 00 00 08 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0B 5C
设置 1-8 通道输出通道为联动模式：01 10 10 00 00 08 10 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 00 01 7C B1
设置 3-5 通道输出通道为翻转模式：01 10 10 02 00 03 06 00 02 00 02 00 02 4A 4B
读取软件版本指令
发送码：01 03 80 00 00 01 AD CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 03 | 03 指令 | 读保持寄存器 |
| 80 00 | 指令寄存器 | 0x8000 为读取软件版本 |
| 00 01 | 字节数 | 固定 0x0001 |
| AD CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 03 02 00 64 B9 AF
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 03 | 03 指令 | 读保持寄存器 |
| 02 | 字节数 | 返回字节数 |
| 00 64 | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x0064 = 100 = V1.00 |
| B9 AF | CRC16 | 前 5 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例 [1 号地址设备]:
发送：01 03 80 00 00 01 AD CA
返回：01 03 02 00 C8 B9 D2 //0x00C8 = 200 =V2.00
异常功能码
当接收到的指令出错或者异常设备将会返回异常响应，异常响应格式如下。
返回码：01 85 03 02 91
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00 表示广播地址；0x01-0xFF 表示设备地址 |
| 85 | 异常功能码 | 异常功能码 = 请求功能码 + 0x80 |
| 03 | 异常码 | 非法数据值 |
| 02 91 | CRC16 | 前 3 字节数据的 CRC16 校验和 |
异常码是一个单字节值，用于指示错误的类型。Modbus 协议定义的几个常用异常码：
| 异常码 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 0x01 | 非法功能 | 请求的功能码不支持 |
| 0x02 | 非法数据地址 | 请求的数据地址错误 |
| 0x03 | 非法数据值 | 请求的数据值或操作无法执行 |
| 0x04 | 服务器故障 | 服务器设备故障 |
| 0x05 | 应答 | 已接收到请求并正在处理 |
| 0x06 | 设备繁忙 | 设备当前正忙无法执行请求的操作 |
Modbus TCP 指令介绍
在这里以上面打开第一个输出通道的指令为例简单介绍一下 modbus tcp 与 modbus rtu 协议转换。
Modbus RTU 指令：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制输出通道的寄存器地址，0x00，即第一个输出通道 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道开启 |
| 8C 3A | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
Modbus TCP 指令：00 00 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 00 00 | 消息标号 | 都是 0x00 即可 |
| 00 00 | modbus 标志号 | 必须都为 0，代表这是 modbus 通信 |
| 00 06 | 字节长度 | 表示后面的所有字节数，后面还有 6 个字节 |
| 01 | 设备地址 | 固定 0x01 |
| 05 | 05 指令 | 控制输出通道指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制输出通道的寄存器地址，0x00，即第一个输出通道 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00: 输出通道开启 |
通过上面指令的对比可以发现，modbus rtu 指令去掉 CRC 校验，前面加上五个 0x00 和一个字节长度即可转为 modbus tcp 协议。
比如服务器网口收到 00 00 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00 的 Modbus TCP 指令（打开第一个输出通道），则主控收到 01 05 00 00 FF 00 8C 3A 的 Modbus RTU 指令。