Modbus協(xié)議采用主從式通信，日常使用較多的是Modbus RTU和Modbus TCP/IP兩種。

比較常用的Modbus通信調試軟件有ModScan32和ModSim32。

ModScan32主要用來模擬主設備，它可以發(fā)送指令到從設備（使用Modbus協(xié)議的智能儀表等設備終端），從機響應之后，就可以在界面上返回相應寄存器的數(shù)據(jù)。

ModSim32用來模擬從設備，它可以模擬采用Modbus協(xié)議的智能終端。

在和組態(tài)軟件交互的過程中，咱們的板子或者軟件一般作為從設備，為了了解Modbus協(xié)議的具體交互過程，我們今天來使用ModScan32軟件和串口助手來調試一下Modbus協(xié)議。

實現(xiàn)目標

• 熟悉ModScan32軟件的使用

• 串口助手模擬從設備與ModScan32軟件進行數(shù)據(jù)交互

素材獲取

本文相關軟件及Modbus協(xié)議手冊的獲取方式在微信交流群內發(fā)布。

測試前提

創(chuàng)建一對虛擬串口供調試使用。

 
我們這里選擇COM4和COM5，使用這一對虛擬串口可以實現(xiàn)，COM4發(fā)送的數(shù)據(jù)可以轉發(fā)至COM5中，反過來，COM5發(fā)送的數(shù)據(jù)可以轉發(fā)到COM4中，通過這兩個COM口可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。

ModScan32軟件使用教程

ModScan32是一個運行在Windows下，作為在RTU或者ASCII傳輸模式下的Modbus協(xié)議主設備的應用程序。

把一個或多個Modbus從站設備通過串口，調制解調器或者網絡連接到電腦上，就可以使用ModScan 讀取和修改數(shù)據(jù)點。

打開軟件

雙擊ModScan32.exe打開軟件。

軟件界面介紹

 
窗口右上角有兩個計數(shù)：

Number of Polls： 表示ModScan32軟件發(fā)送的數(shù)據(jù)包個數(shù)；

Valid Slave Responses： 表示從設備返回的應答個數(shù)。

如果這兩個計數(shù)都在增加，表明數(shù)據(jù)通訊正常。

連接串口

首先要對安裝Modbus設備的串口通信參數(shù)進行配置，連接參數(shù)，串口選擇串口通信的串口，這里選擇上面一對虛擬串口中的COM4。

點擊協(xié)議選擇按鈕，在彈出對話框中設置Modbus傳輸模式，我們選擇RTU進行測試。

通信參數(shù)設置

通信參數(shù)包括：起始地址（Address）、Device Id、寄存器長度（Length）及讀取的功能代碼。
 

其中MODBUS Point Type（Modbus數(shù)據(jù)模型）包括以下四種：

• 01:COIL STATUS：讀寫開關量類型（DO），位操作，可用于設定端口輸出狀態(tài)，或者讀取該位的輸出狀態(tài)，常用于電磁閥輸出、MOSFET輸出、LED顯示等；
• 02:INPUT STATUS：讀開關量類型（DI），位操作，通過外部設定改變輸入狀態(tài)，可讀但是不可寫，常用于撥碼開關、接近開關等；
• 03:HOLDING REGISTER：保持寄存器，讀寫WORD類型，字操作，輸出參數(shù)或者保持參數(shù)，控制器運行時被設定的某些參數(shù)，可讀可寫，常用于模擬量輸出設定值、PID運行參數(shù)、變量閥輸出大小、傳感器報警上下限等；
• 04:INPUT REGISTER：輸入寄存器，讀WORD類型，字操作，輸入參數(shù)，控制器運行時從外部設備獲得的參數(shù)，可讀但是不可寫，常用于模擬量輸入。

根據(jù)硬件說明書選擇具體的Modbus數(shù)據(jù)模型。

連接

點擊菜單“連接設置”中的“連接”，彈出的界面中配置好通訊參數(shù)之后，點擊“確定”，建立連接。

使用串口助手調試

查詢

主機ModScan32軟件發(fā)送讀從機線圈寄存器當前狀態(tài)的指令，從機（串口助手模擬從機）收到的數(shù)據(jù)為：01 01 00 00 00 64 3D E1

此數(shù)據(jù)包為讀取線圈寄存器的指令，具體含義為：

應答

正常主機發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，我們要在一定時間內，發(fā)送一個固定格式的數(shù)據(jù)包作為應答，否則會提示超時“MODBUS Message TIME-OUT”或者接收的應答格式不正確“Received Invalid Response to MODBUS Query”或者提示校驗錯誤“Checksum Error in Response Message”等提示。

正確的應答包如下：

01 01 0D 08 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 AD E5

返回字節(jié)數(shù)N=讀取寄存器數(shù)量/8，如果余數(shù)不為0，則N=N+1。

此實例中讀取寄存器的數(shù)量為0x64，即100，100/8=12余4，所以N=12+1，即0x0D 。

返回數(shù)據(jù)的每一位對應線圈狀態(tài)，1-ON，0-OFF。

每一字節(jié)的數(shù)據(jù)的最低位代表最低地址的線圈狀態(tài)，如果不夠8位，字節(jié)高位填充為0。

主機ModScan32軟件收到應答之后，寄存器地址0x0004位置的值被修改為0x01，并且Valid Slave Responses計數(shù)+1。

將數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)0x08用二進制表示為0b0000 1000，正好第四位為1，跟我們應答返回的內容一致。

同理，如果從機返回數(shù)據(jù)包：01 01 0D FF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 E6 53 ，代表寄存器00001~00008的線圈狀態(tài)都為ON：

主機設置線圈通斷狀態(tài)

請求

修改地址0001的值為0x01的串口數(shù)據(jù)為：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

MODBUS部分功能碼

功能碼可以分為位操作和字操作兩類。位操作的最小單位為bit，字操作的最小單位為WORD（兩個字節(jié)）。

由上表可知，主機修改某個寄存器的值的功能碼為：0x05，即寫單個線圈，寫單個線圈的數(shù)據(jù)包的結構為：

注意：設置某個線圈值為ON的話，該值為0xFF00，設置線圈值為OFF的話，該值為0x0000。

應答

響應跟請求是一樣的數(shù)據(jù)包：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

總結

其實直接使用ModSim32軟件作為從機，ModScan32軟件作為主機，二者進行數(shù)據(jù)通訊，這樣調試起來最便利了。

不過我們做這個演示的目的是了解ModScan32軟件的工作過程，如果使用ModSim32軟件，看不明白工作過程。

使用串口助手的話，對于整個工作的過程比較清晰，也方便我們下一步自己編寫Modbus從機軟件。

歡迎關注

小伙伴們可關注微信公眾號：電子開發(fā)網 ，與更多同道中人一起成長。

聲明：此軟件僅供學習使用，請支持正版。