C# Modbus通信从入门到精通（1）——Modbus RTU（虚拟串口调试工具的使用）

**C# Modbus通信从入门到精通（1）——Modbus RTU**

在工业自动化领域，Modbus是一种广泛使用的协议，用于设备之间的通信。Modbus RTU是其中一种版本，它提供了一个简单、可靠且高效的方式来传输数据。在本文中，我们将介绍如何使用虚拟串口调试工具来测试和调试Modbus RTU通信。

**什么是Modbus RTU**

Modbus RTU是一种半双工通信协议，用于设备之间的数据交换。它提供了一个简单的命令集，用于读取和写入设备中的寄存器或输入/输出点。Modbus RTU使用虚拟串口（VCP）作为传输介质。

**虚拟串口调试工具**

虚拟串口调试工具是一种软件工具，用于模拟串行通信环境。在本文中，我们将使用一个名为"Serial Port Monitor"的虚拟串口调试工具，它提供了一个图形界面来监视和控制虚拟串口。

**安装虚拟串口调试工具**

首先，我们需要安装虚拟串口调试工具。我们可以从以下网址下载 Serial Port Monitor：

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按照安装说明进行安装，确保在系统中启用了虚拟串口功能。

**配置虚拟串口**

接下来，我们需要配置虚拟串口，以便它能够与我们的Modbus RTU设备通信。我们可以使用以下步骤来完成此操作：

1. 打开 Serial Port Monitor。
2. 点击"新建"按钮，创建一个新的虚拟串口。
3. 在"端口名称"字段中输入一个名称（例如"My Modbus RTU）。
4. 在"波特率"字段中选择9600bps（这是Modbus RTU的默认波特率）。
5. 点击"确定"按钮。

**测试Modbus RTU通信**

现在，我们可以使用虚拟串口调试工具来测试Modbus RTU通信。我们可以使用以下步骤来完成此操作：

1. 打开 Serial Port Monitor。
2. 在"端口名称"字段中选择我们之前创建的虚拟串口（例如"My Modbus RTU）。
3. 点击"连接"按钮，建立与虚拟串口的连接。
4. 使用Modbus RTU命令来读取或写入设备中的寄存器或输入/输出点。

**C#代码示例**

以下是使用C#语言编写的一个简单的Modbus RTU客户端程序，它能够读取和写入设备中的寄存器：

csharpusing System;
using System.IO.Ports;

namespace ModbusRTUClient{
 class Program {
 static void Main(string[] args)
 {
 // 配置虚拟串口 string portName = "COM1";
 int baudRate =9600;
 Parity parity = Parity.None;
 StopBits stopBits = StopBits.One;

 // 创建Modbus RTU客户端对象 ModbusRTUClient client = new ModbusRTUClient(portName, baudRate);

 //读取设备中的寄存器 byte[] data = client.ReadHoldingRegisters(0x0001,2);
 Console.WriteLine(BitConverter.ToString(data));

 // 写入设备中的寄存器 byte[] newData = new byte[2];
 newData[0] =0x01;
 newData[1] =0x02;
 client.WriteHoldingRegisters(0x0001, newData);

 // 关闭虚拟串口 client.Close();
 }
 }

 public class ModbusRTUClient {
 private SerialPort _port;

 public ModbusRTUClient(string portName, int baudRate)
 {
 _port = new SerialPort(portName, baudRate);
 }

 public byte[] ReadHoldingRegisters(int address, int count)
 {
 // 发送读取寄存器命令 byte[] command = new byte[5];
 command[0] =0x01; // 协议版本号 command[1] = (byte)(address >>8); // 地址高位 command[2] = (byte)address; // 地址低位 command[3] = (byte)count; // 数据长度 _port.Write(command,0,4);

 // 等待设备响应 byte[] response = new byte[5];
 int bytesRead = _port.Read(response,0,5);
 if (bytesRead !=5)
 throw new Exception("读取寄存器失败");

 return response;
 }

 public void WriteHoldingRegisters(int address, byte[] data)
 {
 // 发送写入寄存器命令 byte[] command = new byte[7];
 command[0] =0x10; // 协议版本号 command[1] = (byte)(address >>8); // 地址高位 command[2] = (byte)address; // 地址低位 command[3] = data.Length; // 数据长度 Array.Copy(data,0, command,4, data.Length);
 _port.Write(command,0,7);

 // 等待设备响应 byte[] response = new byte[5];
 int bytesRead = _port.Read(response,0,5);
 if (bytesRead !=5)
 throw new Exception("写入寄存器失败");
 }

 public void Close()
 {
 _port.Close();
 }
 }
}