C# Modbus通信从入门到精通（2）——Modbus RTU协议原理

**C# Modbus通信从入门到精通（2）——Modbus RTU协议原理**

在上一篇文章中，我们介绍了Modbus通信的基本概念和C#中使用Modbus通信的基本步骤。在本篇文章中，我们将深入探讨Modbus RTU协议的原理。

**1. Modbus RTU协议概述**

Modbus RTU（Remote Terminal Unit）是Modbus通信的一种实现方式。它是一种半双工通信协议，支持多个设备之间的数据交换。Modbus RTU协议使用RS-485或RS-232接口进行通信。

**2. Modbus RTU协议帧结构**

Modbus RTU协议的帧结构如下：

| 字段 | 位数 | 描述 |
| --- | --- | --- |
| 开始位（Start） |1 | 帧开始标志，值为0x01 |
| 地址字（Address） |2 | 设备地址，范围从0x00到0xFF |
| 功能码（Function Code） |1 | 操作代码，取决于设备的功能 |
| 数据字（Data） | n | 需要传输的数据，长度取决于功能码 |
| 校验位（Check） |2 | 帧校验值，用于检测帧错误 |

**3. Modbus RTU协议帧类型**

Modbus RTU协议支持以下几种帧类型：

* **读取单个寄存器的帧**：功能码为0x01，数据字中包含一个16位整数。
* **读取多个寄存器的帧**：功能码为0x02，数据字中包含多个16位整数。
* **写入单个寄存器的帧**：功能码为0x10，数据字中包含一个16位整数。
* **写入多个寄存器的帧**：功能码为0x11，数据字中包含多个16位整数。

**4. Modbus RTU协议通信过程**

Modbus RTU协议通信过程如下：

1. **设备初始化**：设备初始化后，会将自己的地址写入内部缓冲区。
2. **发送帧**：当设备需要传输数据时，它会构造一个Modbus RTU帧，并将其发送到目标设备。
3. **接收帧**：目标设备接收到帧后，会检查帧的校验位，如果正确，则解析帧中的数据。
4. **处理数据**：目标设备根据功能码和数据字中的内容进行相应操作。

**5. C#中使用Modbus RTU协议**

在C#中，可以使用以下库来实现Modbus RTU通信：

* **NModbus4**:这是一个开源的Modbus库，支持多种通信方式，包括RTU。
* **ModbusNet**:这是另一个开源的Modbus库，同样支持多种通信方式。

下面是一个简单的示例代码：

csharpusing NModbus4;

class ModbusExample{
 static void Main(string[] args)
 {
 // 设备初始化 var device = new ModbusDevice(1,0x01); // 设备地址为0x01 // 构造读取单个寄存器的帧 var frame = new ModbusFrame();
 frame.Start =0x01;
 frame.Address =0x00; //读取第一个寄存器 frame.FunctionCode =0x01;

 // 发送帧 device.Send(frame);

 // 接收返回的数据 var data = device.Receive();

 Console.WriteLine("读取到的数据：" + data);
 }
}