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1、背景
工作需要，需要使用Modbus-RTU实现RS485通信，于是简单学习并实践了一下。
2、参考资料
一文看懂Modbus协议
3、协议说明
3.1、协议类型
当前设备采用Modbus-RTU协议，采用CRC-16_Modbus校验算法，数据链路层使用用标准串口协议，物理层采用RS485进行数据传输。
3.2、帧结构
| 帧结构 | 说明 |
|---|---|
| 地址码（1） | 指定待通信的设备地址，可以是广播地址、单设备地址或多设备地址。地址码占1字节，有效值范围是1~247。 |
| 功能码 （1） | 指令类型，详细说明程序执行的操作是读取、写入还是查询串口通信协议。功能码占1字节，有效值范围是1~255 |
| 起始地址（2） | 寄存器地址，2个字节 |
| 数据（N） | 根据执行的命令指令来封装数据内容，数据长度为多字节 |
| CRC校验码（2） | 数据传输前需要计算校验和，检验数据是否传输正确。CRC校验占2字节 |
3.3、功能码
| 功能码 | 说明 |
|---|---|
| 01H | 读取输出线圈 |
| 02H | 读取输入线圈 |
| 03H | 读取保持寄存器 |
| 04H | 读取输入寄存器 |
| 05H | 写入单线圈 |
| 06H | 写入单寄存器 |
| 0FH | 写入多线圈 |
| 10H | 写入多寄存器 |
4、协议主、从机数据交互
4.1、数据帧格式
4.1.1、读数据 读单个或多个寄存器03H
１）主机发送
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器个数 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 2Byte,高字节在前 | 2Byte,高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
２）从机接收
| 从机地址 | 功能码 | 数据长度(字节数) | 寄存器数据 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 1Byte | N,高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
4.1.２、写数据 写单个寄存器06H
１）主机发送
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器数据 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 2Byte，高字节在前 | N，高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
２）从机接收
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器数据 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 2Byte，高字节在前 | N，高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
4.1.３、写数据 写多个寄存器10H
１）主机发送
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器数量 | 寄存器数据总字节数（2*寄存器数量） | 数据 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 2Byte，高字节在前 | 2Byte，高字节在前 | 1Byte | N，高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
２）从机接收
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器数量 | CRC16校验 |
|---|---|---|---|---|
| 1Byte | 1Byte | 2Byte，高字节在前 | 2Byte，高字节在前 | 2Byte，低字节在前 |
５、协议示例
5.1、寄存器地址划分
5.2 、查询03H
5.2.1 、查询两个寄存器
单个寄存器对应寄存器数量设为01H,可以自行实现
- 主机发送帧
- 从机回复帧
5.2.2 查询N个寄存器
- 主机发送帧
- 从机回复帧
5.3、设置
5.3.1、主机设置单个寄存器的值
就是写数据帧
- 主机发送帧
- 从机回复帧
5.3.2、主机设置两个寄存器的值
- 主机发送数据帧
- 从机回复数据帧
5.3.3 、主机设置N个寄存器的值
-
主机发送数据帧
-
从机回复数据帧
６、计算校验值
6.1、crc16在线计算校验值
CRC（循环冗余校验）在线计算
RC校验（循环冗余校验）小知识 CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy
Check）：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。CRC算法参数模型解释： NAME：参数模型名称。 WIDTH：宽度，即CRC比特数。
POLY：生成项的简写，以16进制表示。例如：CRC-32即是0x04C11DB7，忽略了最高位的"1"，即完整的生成项是0x104C11DB7。
INIT：这是算法开始时寄存器（crc）的初始化预置值，十六进制表示。 REFIN：待测数据的每个字节是否按位反转，True或False。
REFOUT：在计算后之后，异或输出之前，整个数据是否按位反转，True或False。
XOROUT：计算结果与此参数异或后得到最终的CRC值。其他相关工具：LRC校验BCC校验
提示：复制数据时请注意字符串首尾的一些不可见字符！
注意：要注意校验值高字节低字节的顺序，必要时需要转换位置
其他参考资料：
主机实现：
Ｍｏｄｂｕｓ主机实现
从机实现：
Ｍｏｄｂｕｓ从机实现
https://blog.csdn.net/weixin_31301271/article/details/120334602
6.2、代码实现
6.2.1、crc16校验
注意：注意高低字节位置
#include <stdio.h>/* CRC余式表 */
const unsigned int crc_table[256] = {0x0000, 0xc0c1, 0xc181, 0x0140, 0xc301, 0x03c0, 0x0280, 0xc241,0xc601, 0x06c0,