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Modbus ASCII 协议详解：全面指南

Olga Weis Olga Weis

本指南详细介绍了 Modbus ASCII 协议、其在串行通信中的应用，以及如何使用高级工具测试 Modbus ASCII。了解 Modbus ASCII 和 RTU 之间的差异，以及 Modbus 与 TCP 的比较。探讨数据和消息格式、错误检查方法以及如何将 Modbus ASCII 转换为 Modbus RTU 协议。本文适用于在工业环境中使用串行设备的专业人士，提供了对 Modbus 网络进行故障排除和优化的关键知识。


内容

  1. 什么是Modbus ASCII协议？
  2. 如何测试Modbus ASCII通信？
  3. Modbus ASCII和RTU有什么区别？
  4. Modbus ASCII与TCP
  5. 如何将Modbus ASCII转换为Modbus RTU协议？

什么是Modbus ASCII协议？


Modbus 是Modicon公司于1979年开发的串行通信协议。它最初设计用于公司的可编程逻辑控制器（PLC）。 Modbus是一种开放式协议，支持使用RS232/RS485/RS422协议的串行设备。 它的简单性以及制造商可以免费将其纳入其产品的事实使其成为连接工业电子设备的最流行的方法。

采用Modbus协议时，有两种主要的传输方式。 它们是 Modbus RTU 和 Modbus ASCII. 本文旨在成为一个高级Modbus ASCII教程。 我们将首先概述与协议的ASCII和RTU实现相关的Modbus。

Modbus解决了通过串行线路在电子设备之间发送信息的问题。 该协议在遵循该协议的体系结构中实现 主/从模型. Modbus主站负责从其他设备请求信息。 标准Modbus网络中有一个Modbus主站。

Modbus主/从模型

主设备从从设备请求信息，最多可达247个 . 每个从设备由1到247之间的从设备地址标识。主设备查询从设备并接收从设备返回的信息的过程是 Modbus通信的意思. 除了从从设备请求信息之外，主设备还可以写入从设备的内部寄存器。

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串行数据在比特流中的设备之间交换，其中每个比特是电压。 二进制数据用1表示，用负电压表示，零用正电压表示。

Modbus协议定义了功能代码和编码方案，用于将数据传输为单点（1位，线圈）或16位数据寄存器。 根据使用的传输方法封装数据包。 Modbus协议使用四个不同的表来存储从设备中的数据。 存在两个存储离散开或关值的线圈和两个存储数值的寄存器。 对于Modbus ASCII，消息使用ASCII字符集传递，使人们更容易阅读。

如何使用Modbus协议分析仪测试Modbus ASCII通信？


如果您正在使用串行设备和Modbus协议，那么在某些时候您很可能需要对串行数据传输进行一些调试或监控。如果您正在使用串行设备和Modbus协议，那么在某些时候您很可能需要对串行数据传输进行一些调试或监控。 Modbus Analyzer 是Electronic Team, Inc.开发的专用软件应用程序，可用于分析和诊断通过系统串行接口传输的数据。

Modbus协议分析仪

Modbus Analyzer是一个专业且功能强大的系统工具，用于显示，记录和分析Modbus通信。
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为了更好地理解Modbus ASCII测试工具如 Modbus协议分析器 可以帮到你，让我们来看看Modbus ASCII数据和消息格式。

Modbus ASCII数据格式


Modbus ASCII使用ASCII字符集表示每个包含4位数据的十六进制字符。 在Modbus ASCII模式下，每个字节有10位。 它们包括：

  • 1开始位
  • 首先发送最低有效位的7个数据位
  • 1位用于奇偶校验完成
  • 1站点

Modbus ASCII消息格式


Modbus ASCII消息的格式由起始字符组成，冒号为“:”，消息的结尾由回车符和换行符定义。 这使得消息之间的空间可以变化，并使Modbus ASCII适合通过某些调制解调器进行传输。

Modbus Sniffer软件在调试，监控和诊断Modbus网络中的问题方面非常有用。 它可用于Modbus RTU和ASCII实现。

使用此工具可以：

  • 分析串行端口活动 - 您可以打开系统中的任何串行端口，即使它已被其他应用程序使用。 使用实时数据收集快速诊断所有串行端口活动的问题。
  • 一次监控多个串行端口 - 中央日志文件将以先进先出的方式保存所有受监控数据，以便于分析。
  • 以四种不同的格式查看您的数据 - 单独或组合使用这些不同的视图，以更深入地了解您的数据。 通过表，行，转储和终端模式，您可以按照自己的需要查看数据。
  • 数据传输的仿真 - 您可以模拟以各种格式（如字符串，二进制，十进制和十六进制）传输到串行设备的数据。
  • 导出受监控数据 - 您可以将数据导出为HTML，ASCII文本，UNICODE文本或ExсelCSV格式的文件。 新数据可以附加到以前保存的文件中。

总而言之，Modbus协议分析仪是那些使用串行设备和Modbus协议的人的必备工具。

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Modbus ASCII和RTU有什么区别？


Modbus ASCII和RTU都是作为原始Modbus协议规范的一部分引入的。 这两种变体使用相同的主/从架构并且非常相似。 它们都设计用于串行设备，但由于我们将在下面讨论的差异而彼此不兼容。

主要的区别因素 是 Modbus RTU 采用二进制编码，其中恰当命名的Modbus ASCII使用ASCII字符集。 Modbus RTU使用严格的CRC方法执行错误检查，而Modbus ASCII使用效率较低的LRC错误检查方法。 数据格式也略有不同，因为RTU变体使用起始位，8个数据位和一个停止位，而不是我们之前看到的ASCII数据格式。

二进制编码和CRC错误检查的结合使得Modbus RTU适用于工业应用，因为它比ASCII字符的替代方案更有效地传输。 在Modbus RTU与ASCII之间进行选择时，如果考虑性能，则RTU是首选。

Modbus ASCII与TCP


还有一种Modbus要考虑的东西，那就是Modbus TCP。 这只是在TCP / IP网络上运行的Modbus的实现。 Modbus ASCII和Modbus TCP之间的主要区别在于，Modbus ASCII所需的LRC错误检查由IP层执行。

如何将Modbus ASCII转换为
Modbus RTU协议？


正如我们前面提到的，Modbus ASCII和Modbus RTU协议彼此不兼容。 采用这两种协议的设备不能直接相互通信。 但是有一些方法可以使设备相互通信。

Modbus RTU协议

为此，您需要使用称为Modbus ASCII到RTU转换器的硬件解决方案。 这种类型的设备基本上是一个翻译器，它从一个设备读取数据，然后将其内部存储在另一个协议中，供第二个设备使用。 这样，使用任何Modbus变体的设备可以相互通信。

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