Modbus通讯错误常用检测方式

标准的Modbus串行网络采用两种错误检测方法。奇偶校验对每个字符都可用，帧检测（LRC和CRC）应用于整个消息。它们都是在消息发送前由主设备产生的，从设备在接收过程中检测每个字符和整个消息帧。

　　用户要给主设备配置一预先定义的超时时间间隔，这个时间间隔要足够长，以使任何从设备都能作为正常反应。如果从设备检测到一传输错误，消息将不会接收，也不会向主设备作出回应。这样超时事件将触发主设备来处理错误。发往不存在的从设备的地址也会产生超时。

　　1、奇偶校验

　　　　如果指定了奇或偶校验，“1”的位数将算到每个字符的位数中（ASCII模式7个数据位，RTU中8个数据位）。例如RTU字符帧中包含以下8个数据位：

　　　　　　　　　　　　　　1 1 0 0 0 1 0 1 

　　　　整个”1“的数目是4个。如果使用了偶校验，帧的奇偶校验位将是0，便得整个”1“的个数仍是4个。如果使用了奇校验，帧的奇偶校验位将是1，便得整个”1“的个数是5个。

　　　　如果没有指定奇偶校验位，传输时就没有校验位，也不进行校验检测。代替一附加的停止位填充至要传输的字符帧中。

　　2、LRC检测

　　　　使用ASCII模式，消息包括了一基于LRC方法的错误检测域。LRC域检测了消息域中除开冒号及结束的回车换行号外的内容。

　　　　LRC域是一个包含一个8位二进制的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计算LRC，并将它和接收到消息中LRC域中的值比较，如果两值不等，说明有错误。

　　　　LRC方法是将消息中的8Bit的字节连续累加，丢弃了进位。

　　　　LRC简单函数如下：　　　　

1 static unsiged char LRC(auchMsg,usDataLen)
2 unsigned char *auchMsg;/*要进行计算的消息*/
3 unsigned short usDataLen;/*LRC要处理的字节的数量*/
4 {
5      unsigned char uchLRC = 0;     /*LRC字节初始化*/
6      while (usDataLen--)     /*传送消息*/
7      uchLRC += *auchMsg++;   /*累加*/
8      return ((unsigned char)(-(char_uchLRC)));  
9 }

 　　LRC算法：

• 参与校验数据：从地址码到数据区的所有数据。
• 算法：相邻2个16进制符相加求和。
• 校验码：取其和的低8位的补码为校验码。

　　例如：　　

　　　求和：H01+H03+H21+H02+H00+02 = H29

　　　　求：H29的补码：HD7

　　　　　　LRC校验码为：HD7

　　3、CRC检测

　　　　使用RTU模式，消息包括了一基于CRC方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。CRC域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。　　　　

　　　　CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。

 　　　　 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。

 　　　　 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。CRC码中的数据发送、接收时低字节在前。

 　　 计算CRC码的步骤为： 

预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器；

把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器；

把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位；

如果最低位为0：重复第3步(再次移位); 如果最低位为1：CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；

重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；

重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理；

最后得到的CRC寄存器即为CRC码。