功能碼用於標明一個Modbus信息幀的用途，如功能碼01為讀取線圈狀態，02為讀取輸入狀態等。當主設備向從設備傳送信息時，功能碼將告訴從設備需要執行哪些行為。例如，去讀取輸入的開關狀態、讀一組暫存器的數據內容等。當從設備回響時，使用功能碼用於指示是正常回響(無誤)還是有某種錯誤發生(稱作異議回應)。正常應答時，主機傳送的功能碼等於從機應答的功能碼。
基本介紹
- 中文名：功能碼
- 外文名：Function code
- 定義：用於標明一個Modbus信息幀的用途
- 常用功能碼：01、02、03
- 套用：計算機
- 學科：電子工程
簡介,常用功能碼,01和02,03和04,05和15,06和16,使用,
簡介
功能碼用於標明一個Modbus信息幀的用途，如功能碼01為讀取線圈狀態，02為讀取輸入狀態等。當主設備向從設備傳送信息時，功能碼將告訴從設備需要執行哪些行為。例如，去讀取輸入的開關狀態、讀一組暫存器的數據內容等。當從設備回響時，使用功能碼用於指示是正常回響(無誤)還是有某種錯誤發生(稱作異議回應)。正常應答時，主機傳送的功能碼等於從機應答的功能碼。
常用功能碼
01和02
功能碼01的作用是讀取線圈狀態。在數字量輸出（Digital Output，DO）中，一個DO接點就能夠控制一個線圈的通電和斷電，所以讀取線圈狀態就是讀取數字量輸出點的狀態，是1 bit的信息。例如，對於S7-200 PLC，Q0.0就是一個DO接點。對於單片機，若預置P0.0口用於DO，則P0.0就是一個DO接點，讀取線圈狀態就是讀取P0.0連線埠的狀態。
按Modbus協定，功能碼01是讀取輸出點的狀態，但在PLC、單片機方面可以對它有擴展性的解釋。例如，在單片機程式設計時，可以把該功能碼處理為讀取一般意義的位，並不限於DO。
功能碼02的作用是讀取輸入狀態，也就是讀取一個數字量輸如(Digital Input，DI)接點的狀態。例如，對於單片機，若預置P1.0口用於DI，則P1.0就是一個DI接點，讀取輸入狀態就是讀取P1.0連線埠的狀態。同功能碼01一樣，功能碼02在具體實現時，也可以擴展為讀取一般意義的位，並不限於DI。
RTU模式下,主機傳送功能碼01、02命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 讀取線圈起始地址高位元組 | 讀取線圈起始地址低位元組 | 讀取線圈個數高位元組 | 讀取線圈個數低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | 01或02 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
從機應答主機命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 返回數據位元組個數 | 返回數據位元組1 | 返回數據位元組2 | ...... | 返回數據位元組n | CRC校驗 |
1位元組 | 01或02 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | ....... | 1位元組 | 2位元組 |
下面對主機傳送命令信息和從機應答信息進行實例解析。
主機傳送：03 01 00 00 00 08 3C CC
命令解析：Modbus協定RTU模式的信息都以16進制數表示。03為從機地址：01為功能碼01；00 00為線圈的起始地址；00 08為要讀取的線圈數，共讀取8個線圈；3C為CRC校驗低位元組，CC為CRC校驗高位元組。
從機應答：03 01 01 00 50 30
命令解析：03為從機地址；第一個01為功能碼01；第二個01為返回數據位元組個數；00為數據位元組1，其最低位是起始地址線圈的狀態；50為CRC校驗低位元組，30為CRC校驗高位元組。
03和04
功能碼03的作用是讀取保持暫存器的值。保持暫存器，就是其值不被外部輸入信號改變的暫存器。例如，保存模擬量輸出接點(Analog Output，AO)的數字量(即D/A轉換的數字量)的暫存器，就是保持暫存器。功能碼03也可以被擴展為讀取控制器內部多種16位暫存器的值。
功能碼04的作用是讀取輸入暫存器的值。輸人暫存器，就是保存外部輸入信號數字量的暫存器。例如，保存模擬量輸入接點(Analog Iutput，AI)的數字量(即A/D轉換的數字量)的暫存器，就是輸入暫存器。功能碼04也可以被擴展為讀取控制器內部多種16位暫存器的值。
RTU模式下，主機傳送功能碼03、04命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 讀取線圈起始地址高位元組 | 讀取線圈起始地址低位元組 | 讀取線圈個數高位元組 | 讀取線圈個數低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | 03或04 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
從機應答主機命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 返回數據位元組個數 | 返回第一個暫存器數據高位元組 | 返回第一個暫存器數據低位元組 | ...... | CRC校驗 |
1位元組 | 03或04 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | ....... | 2位元組 |
下面對主機傳送命令信息和從機應答信息進行實例解析。
主機傳送：01 03 00 00 00 08 44 0C
命令解析：01為從機地址；03為功能碼03；00 00為暫存器的起始地址；00 08為要讀取的暫存器數，共讀取8個暫存器；44為CRC校驗低位元組，OC為CRC校驗高位元組。
從機應答：01 03 10 BD AB 15 A5 8C D4 3E B8 8B CF 86 E1 5E 8F 67 83 26 1B
命令解析：01為從機地址；03為功能碼03；10為返回數據位元組個數，共16個(16進制的10等於16)；BD AB……67 83為讀得的各暫存器的數值，其中BDAB為第一個暫存器的值：26為CRC校驗低位元組，1B為CRC校驗高位元組。
05和15
功能碼05的作用是強置單線圈，也就是置某一DO接點為ON或OFF。例如，若預置單片機的P2.0為一個DO，則單片機在接收到主機強置該DO為ON的命令後。應執行使P2.0輸出ON的程式代碼。功能碼05也可以擴展到強置控制器中其他有輸出功能的位。
功能碼05主機傳送和從機接收的信息幀格式相同：
地址 | 功能碼 | 寫入線圈起始地址高位元組 | 寫入線圈起始地址低位元組 | 寫入值高位元組 | 寫入值低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | 05 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
寫入值為FF00時為ON，寫入值為0000時為OFF。
功能碼15的作用是強置多個線圈。
RTU模式下，主機傳送功能碼15命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 寫入線圈起始地址高位元組 | 寫入線圈起個數低位元組 | 寫入線圈個數高位元組 | 寫入線圈個數低位元組 | 寫入值位元組數 | 寫入值位元組1 | ...... | CRC校驗 |
1位元組 | OF | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | ...... | 2位元組 |
從機應答主機命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 寫入線圈起始地址高位元組 | 寫入線圈起始地址低位元組 | 已寫入線圈個數高位元組 | 寫入線圈個數低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | OF | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
下面對主機傳送命令信息和從機應答信息進行實例解析。
主機傳送：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
從機應答：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
命令解析：01為從機地址；05為功能碼；00 00為寫入線圈起始地址；FF00為寫入值，即ON；8C為CRC校驗低位元組，3A為CRC校驗高位元組。
06和16
功能碼06的作用是預置單暫存器，也就是向一個保持暫存器寫入數值。暫存器為16位，數值範圍是0000～FFFF。
功能碼06主機傳送和從機接收的信息幀格式相同：
地址 | 功能碼 | 寫入暫存器地址高位元組 | 寫入暫存器地址低位元組 | 寫入值高位元組 | 寫入值低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | 06 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
功能碼16的作用是預置多暫存器。
RTU模式下，主機傳送功能碼16命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 寫入暫存器起始地址高位元組 | 寫入暫存器起始地址低位元組 | 寫入暫存器個數高位元組 | 寫入暫存器個數低位元組 | 寫入值位元組數 | 寫入值位元組1 | ...... | CRC校驗 |
1位元組 | 10 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | ...... | 2位元組 |
從機應答主機命令的幀格式如下：
地址 | 功能碼 | 寫入暫存器起始地址高位元組 | 寫入暫存器起始地址低位元組 | 已 寫入暫存器個數高位元組 | 已寫入暫存器個數低位元組 | CRC校驗 |
1位元組 | 10 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 1位元組 | 2位元組 |
下面對主機傳送命令信息和從機應答信息進行實例解析。
主機傳送：01 06 00 00 00 7D 49 EB
從機應答：01 06 00 00 00 7D 49 EB
命令解析：01為從機地址；06為功能碼；00 00為寫入暫存器起始地址；007D為寫入值，即十進制125；49為CRC校驗低位元組，EB為CRC校驗高位元組。
主機傳送：01 10 00 05 00 02 04 52 2B 44 9A E0 4B
從機應答：01 10 00 05 00 02 51 C9
命令解析：01為從機地址；10為功能碼16；0005為寫入暫存器起始地址：0002為寫入暫存器個數；04為寫入值位元組數；522B、449A為寫入值；E0為CRC校驗低位元組．4B為CRC校驗高位元組。從機應答中，0002為已寫入暫存器個數。
使用
此協定定義了一個控制器能認識使用的訊息結構,而不管它們是經過何種網路進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程，如果回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤並記錄。它制定了訊息域格局和內容的公共格式。當在一Modbus網路上通信時，此協定決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的訊息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息並用Modbus協定發出。在其它網路上，包含了Modbus協定的訊息轉換為在此網路上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網路解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
1、在Modbus網路上轉輸
標準的Modbus口是使用一RS-232C兼容串列接口，它定義了連線口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經由Modem組網。控制器通信使用主—從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢）。其它設備（從設備）根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。典型的主設備：主機和可程式儀表。典型的從設備：可程式控制器。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一訊息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。Modbus協定建立了主設備查詢的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要傳送的數據、一錯誤檢測域。從設備回應訊息也由Modbus協定構成，包括確認要行動的域、任何要返回的數據、和一錯誤檢測域。如果在訊息接收過程中發生一錯誤，或從設備不能執行其命令，從設備將建立一錯誤訊息並把它作為回應傳送出去。
標準的Modbus口是使用一RS-232C兼容串列接口，它定義了連線口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經由Modem組網。控制器通信使用主—從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢）。其它設備（從設備）根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。典型的主設備：主機和可程式儀表。典型的從設備：可程式控制器。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一訊息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。Modbus協定建立了主設備查詢的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要傳送的數據、一錯誤檢測域。從設備回應訊息也由Modbus協定構成，包括確認要行動的域、任何要返回的數據、和一錯誤檢測域。如果在訊息接收過程中發生一錯誤，或從設備不能執行其命令，從設備將建立一錯誤訊息並把它作為回應傳送出去。
2、在其它類型網路上轉輸
在其它網路上，控制器使用對等技術通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中，控制器既可作為主設備也可作為從設備。提供的多個內部通道可允許同時發生的傳輸進程。在訊息位，Modbus協定仍提供了主—從原則，儘管網路通信方法是“對等”。如果一控制器傳送一訊息，它只是作為主設備，並期望從從設備得到回應。同樣，當控制器接收到一訊息，它將建立一從設備回應格式並返回給傳送的控制器。
在其它網路上，控制器使用對等技術通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中，控制器既可作為主設備也可作為從設備。提供的多個內部通道可允許同時發生的傳輸進程。在訊息位，Modbus協定仍提供了主—從原則，儘管網路通信方法是“對等”。如果一控制器傳送一訊息，它只是作為主設備，並期望從從設備得到回應。同樣，當控制器接收到一訊息，它將建立一從設備回應格式並返回給傳送的控制器。
