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modbus数据校验方式

1.crc

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是先调入一值是全“1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节和当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8bit数据对crc有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。 

crc产生过程中，每个8位字符都单独和寄存器内容相异或（xor），结果向低有效位方向移动，高有效位以0填充。lsb被提取出来检测，如果lsb为1，寄存器单独和预置的值或一下，如果lsb为0，则不进行。整个过程要重复8次。在后一位（第8位）完成后，下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相异或（xor）。终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的crc值。 

crc添加到消息中时，低字节先加入，然后高字节。 

crc-16错误校验程序如下：报文（此处只涉及 数据位，不指起始位、停止位和任选的奇偶校验位）被看作是一个连续的二进制，其高有效位（msb）shouxuan发送。报文先与x↑16相乘（左移16位），然后看x↑16+x↑15+x↑2+1除，x↑16+x↑15+x↑2+1可以表示为二进制数11000，0000，0000，0101。整数商位忽略不记，16位余数加入该报文（msb先发送），成为2个crc校验字节。余数中的1全部初始化，以免所有的零成为一条报文被接收。经上述处理而含有crc字节的报文，若无错误，到接收设备后再被同一多项式（x↑16+x↑15+x↑2+1）除，会得到一个零余数（接收设备核验这个crc字节，并将其与被传送的crc比较）。全部运算以2为模（无进位）。 

习惯于成串发送数据的设备会shouxuan送出字符的右位（lsb-低有效位）。而在生成crc情况下，发送首位应是被除数的高有效位msb。由于在运算中不用进位，为便于操作起见，计算crc时设msb在右位。生成多项式的位序也必须反过来，以保持一致。多项式的msb略去不记，因其只对商有影响而不影响余数。 

生成crc-16校验字节的步骤如下： 

①装如一个16位 寄存器，所有数位均为1。 

②该16位寄存器的高位字节与开始8位字节进行“异或”运算。运算结果放入这个16位寄存器。 

③把这个16寄存器向右移一位。 

④若向右（标记位）移出的数位是1，则生成多项式10，1000，000，0000，001和这个寄存器进行“异或”运算；若向右移出的数位是0，则返回③。 

⑤重复③和④，直至移出8位。 

⑥另外8位与该十六位寄存器进行“异或”运算。 

⑦重复③~⑥，直至该 报文所有字节均与16位 寄存器进行“异或”运算，并移位8次。 

⑧这个16位寄存器的内容即2字节crc错误校验，被加到报文的高有效位。 另外，在某些非modbus通信协议中也经常使用crc16作为校验手段，而且产生了一些crc16的变种，他们是使用crc16多项式x↑16+x↑15+x↑2+1，单首次装入的16位寄存器为0000；使用crc16的反序x↑16+x↑14+x↑1+1，首次装入寄存器值为0000或ffffh。

2.lrc

lrc错误校验用于ascii模式。这个错误校验是一个8位二进制数，可作为2个ascii十六进制字节传送。把十六进制字符转换成二进制，加上无循环进位的二进制字符和二进制补码结果生成lrc错误校验（参见图）。这个lrc在接收设备进行核验，并与被传送的lrc进行比较，冒号（：）、回车符号（cr）、换行字符（lf）和置入的其他任何非ascii十六进制字符在运算时忽略不计。

六、协议比较

modbus的协议内容是完全公开的，内容是简单滴，实现起来是非常容易滴，单片机、plc、dcs统统都能轻易实现。   

profibus则要复杂一些，关键是需要专用芯片进行二次开发，并且需要得到上级组织的认证，开发成本肯定高不少。   

当然从性能上讲，基于串口的modbus rtu/ascii通讯性能肯定比不过profibusdp，但是就一些仪表级的简单通讯或者控制器级别的小数据量通讯，modbus是足以胜任的。说白了，就是modbus是*丝，profibus是高富帅！

modbus支持的功能码

功能码

名称

作用

01

读取线圈状态

取得一组逻辑线圈的当前状态（on/off)

02

读取输入状态

取得一组开关输入的当前状态（on/off)

03

读取保持寄存器

在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值

04

读取输入寄存器

在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值

05

强置单线圈

强置一个逻辑线圈的通断状态

06

预置单寄存器

把具体二进值装入一个保持寄存器

07

读取异常状态

取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的地址由控制器决定

08

回送诊断校验

把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评鉴

09

编程（只用于484）

使主机模拟编程器作用，修改pc从机逻辑

10

控询（只用于484）

可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信，探询该从机是否已完成其操作任务，仅在含有功能码9的报文发送后，本功能码才发送

11

读取事件计数

可使主机发出单询问，并随即判定操作是否成功，尤其是该命令或其他应答产生通信错误时

12

读取通信事件记录

可是主机检索每台从机的modbus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成，记录会给出有关错误

13

编程（184/384 484 584）

可使主机模拟编程器功能修改pc从机逻辑

14

探询（184/384 484 584）

可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控询该从机是否已完成其程序操作，仅在含有功能13的报文发送后，本功能码才得发送

15

强置多线圈

强置一串连续逻辑线圈的通断

16

预置多寄存器

把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器

17

报告从机标识

可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态

18

（884和micro 84）

可使主机模拟编程功能，修改pc状态逻辑

19

重置通信链路

发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态，可重置顺序字节

20

读取通用参数（584l）

显示扩展存储器文件中的数据信息

21

写入通用参数（584l）

把通用参数写入扩展存储文件，或修改之

22～64

保留作扩展功能备用

65～72

保留以备用户功能所用

留作用户功能的扩展编码

73～119

非法功能

120～127

保留

留作内部作用

128～255

保留

用于异常应答