当你涉及工业自动化、传感器和设备之间的通信时，Modbus协议通常会出现在你的工具箱中。Modbus是一种用于读取和控制设备数据的通信协议，它在工业控制系统中得到了广泛的应用。现在，让我们以小白理解的方式来解释Modbus如何读取保持寄存器的数据，包括单个寄存器和多个寄存器的读取。
什么是Modbus？
Modbus是一种通信协议，用于连接各种工业设备、传感器和控制器。它允许这些设备之间进行数据交换，以实现监控、控制和数据采集。Modbus协议有不同的变种，包括Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP/IP，但它们都遵循相似的原则。
保持寄存器是什么？
在Modbus通信中，数据通常存储在设备内的保持寄存器中。这些寄存器可以包含各种信息，如温度、湿度、电流等。要读取这些数据，我们需要了解如何与这些保持寄存器进行通信。
读取单个保持寄存器
当使用Modbus协议从Modbus从机（设备）读取单个保持寄存器时，需要指定从机地址、功能码以及保持寄存器的地址。以下是一个示例，将演示如何读取单个保持寄存器，包括从机地址和完整的Modbus RTU协议帧。
示例：
假设我们要从从机地址为1的Modbus设备中读取地址为0002的保持寄存器的值。具体步骤如下：
- 首先，我们需要构建一个Modbus RTU协议帧，该帧包括以下内容：
- 从机地址：1
- 功能码：03（读取保持寄存器）
- 起始寄存器地址：0002
- 读取的寄存器数量：0001
- CRC校验（循环冗余校验） 构建完成后，协议帧如下所示：
从机地址： 01 功能码： 03 寄存器地址： 00 02 寄存器数量： 00 01 CRC校验： [根据前面的数据计算得出]
- 接下来，我们将该协议帧发送到Modbus从机。从机接收到请求后会进行处理。
- 从机响应请求，并返回保持寄存器的值。响应包括：
- 功能码：03
- 数据字节数：02（2个字节）
- 寄存器值：高字节为02，低字节为50
- CRC校验 响应数据包如下所示：
功能码： 03 数据字节数： 02 寄存器值： 02 50 CRC校验： [根据前面的数据计算得出]
通过这个示例，我们成功地读取了从机地址为1的Modbus设备的保持寄存器0002的值，该值为0250。完整的Modbus RTU协议帧涵盖了从机地址、功能码、寄存器地址、数据字节数和CRC校验，这些信息是Modbus通信中的重要部分。请注意，CRC校验用于确保通信的完整性。
这个示例可以帮助你理解如何使用Modbus协议从Modbus从机读取单个保持寄存器的值，同时包括了完整的协议帧结构。希望这对你有所帮助。
读取多个保持寄存器
当使用Modbus协议从Modbus从机（设备）读取多个保持寄存器时，需要指定从机地址、功能码、起始寄存器地址以及要读取的寄存器数量。以下是一个示例，将演示如何读取多个保持寄存器，包括从机地址和完整的Modbus RTU协议帧。
示例：
假设我们要从从机地址为1的Modbus设备中读取从地址0002开始的3个连续保持寄存器的值。具体步骤如下：
- 首先，我们需要构建一个Modbus RTU协议帧，该帧包括以下内容：
- 从机地址：1
- 功能码：03（读取保持寄存器）
- 起始寄存器地址：0002 从00 02 开始
- 读取的寄存器数量：0003 读取3个数量
- CRC校验（循环冗余校验） 构建完成后，协议帧如下所示：
从机地址： 01 功能码： 03 起始寄存器地址： 00 02 寄存器数量： 00 03 CRC校验： [根据前面的数据计算得出]
- 接下来，我们将该协议帧发送到Modbus从机。从机接收到请求后会进行处理。
- 从机响应请求，并返回请求的多个保持寄存器的值。响应包括：
- 功能码：03
- 数据字节数：06（6个字节）
- 寄存器值：每个寄存器占2个字节
- CRC校验 响应数据包如下所示：
功能码： 03 数据字节数： 06 寄存器值： [高字节低字节，高字节低字节，高字节低字节] CRC校验： [根据前面的数据计算得出]
例如，第一个寄存器的值为：0x0250，第二个寄存器的值为：0x03E8，第三个寄存器的值为：0x000A。
通过这个示例，我们成功地读取了从机地址为1的Modbus设备的从寄存器0002开始的3个连续保持寄存器的值。完整的Modbus RTU协议帧涵盖了从机地址、功能码、起始寄存器地址、数据字节数和CRC校验，这些信息是Modbus通信中的重要部分。希望这对你有所帮助，同时了解如何使用Modbus协议从Modbus从机读取多个连续的保持寄存器的值。
总结
这些示例帮助我们理解了如何使用Modbus协议来读取单个和多个保持寄存器的数据。请注意，实际的Modbus通信可能会涉及更多细节和配置，但这个简单的解释可以帮助初学者理解Modbus的基本原理。
总之，Modbus是一种强大的通信协议，适用于工业自动化和设备控制。它使得各种设备能够相互通信，实现数据采集和控制操作。希望这个小白理解的介绍能够帮助你更好地理解Modbus协议的读取操作。
