Modbus協議采用主從式通信，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，它可以發送指令到從設備（使用Modbus協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據。

ModSim32用來模擬從設備，它可以模擬采用Modbus協議的智能終端。

在和組態軟件交互的過程中，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協議。

實現目標

• 熟悉ModScan32軟件的使用

• 串口助手模擬從設備與ModScan32軟件進行數據交互

素材獲取

本文相關軟件及Modbus協議手冊的獲取方式在微信交流群內發布。

測試前提

創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，COM4發送的數據可以轉發至COM5中，反過來，COM5發送的數據可以轉發到COM4中，通過這兩個COM口可以實現數據的交互。

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 讀取和修改數據點。

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：

Number of Polls： 表示ModScan32軟件發送的數據包個數；

Valid Slave Responses： 表示從設備返回的應答個數。

如果這兩個計數都在增加，表明數據通訊正常。

連接串口

首先要對安裝Modbus設備的串口通信參數進行配置，連接參數，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。

通信參數設置

通信參數包括：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數據模型）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，或者讀取該位的輸出狀態，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，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，輸出參數或者保持參數，控制器運行時被設定的某些參數，可讀可寫，常用于模擬量輸出設定值、PID運行參數、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，控制器運行時從外部設備獲得的參數，可讀但是不可寫，常用于模擬量輸入。

根據硬件說明書選擇具體的Modbus數據模型。

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軟件發送讀從機線圈寄存器當前狀態的指令，從機（串口助手模擬從機）收到的數據為：01 01 00 00 00 64 3D E1

此數據包為讀取線圈寄存器的指令，具體含義為：

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x01
尋址地址	0x0000
寄存器數量	0x0064
CRC校驗碼	0x3DE1

 

應答

正常主機發送一個數據包，我們要在一定時間內，發送一個固定格式的數據包作為應答，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

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x01
返回字節數	0x0D
數據1	0x08
數據2	0x00
…	…
CRC校驗碼	0xADE5

返回字節數N=讀取寄存器數量/8，如果余數不為0，則N=N+1。

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

返回數據的每一位對應線圈狀態，1-ON，0-OFF。

每一字節的數據的最低位代表最低地址的線圈狀態，如果不夠8位，字節高位填充為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+1。

 

將數據的第一個字節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，如果從機返回數據包：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的線圈狀態都為ON：

 

主機設置線圈通斷狀態

請求

 

修改地址0001的值為0x01的串口數據為：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

 

MODBUS部分功能碼

功能碼	含義	寄存器地址	位操作/字操作	操作數量
01	讀線圈狀態	00001-09999	位操作	單個或多個
02	讀離散輸入狀態	10001-19999	位操作	單個或多個
03	讀保持寄存器	40001-49999	字操作	單個或多個
04	讀輸入寄存器	30001-39999	字操作	單個或多個
05	寫單個線圈	00001-09999	位操作	單個
06	寫單個保持寄存器	40001-49999	字操作	單個
15	寫多個線圈	00001-09999	位操作	多個
16	寫多個保持寄存器	40001-49999	字操作	多個

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）。

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，寫單個線圈的數據包的結構為：

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x05
輸出地址	0x0000
輸出值	0xFF00
CRC校驗碼	0x8C3A

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據包：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

	值
從機地址	0x01
功能碼	0x05
輸出地址	0x0000
輸出值	0xFF00
CRC校驗碼	0x8C3A

總結

其實直接使用ModSim32軟件作為從機，ModScan32軟件作為主機，二者進行數據通訊，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。