MODBUS ASCII传输模式介绍

前面2期我们学习了，第一篇MODBUS协议基本介绍，第二篇MODBUS RTU传输模式介绍，今天我们来研究第三篇MODBUS ASCII传输模式介绍。

第三篇 MODBUS ASCII传输模式介绍

当 Modbus 串行链路的设备被配置为使用 ASCII（American Standard Code For Information Interchange）模式通信时，报文中的每个 8 位字节以两个 ASCII 字符发送。当通信链路或者设备无法符合 RTU 模式的定时管理时使用该模式。

注：由于一个字节需要两个字符，此模式比 RTU 效率低。

例：字节 0x5B 会被编码为两个字符：0x35 和 0x42（ASCII 编码 0x35=”5”，0x42=”B”）。

ASCII模式每个字节（10位）的格式

1.编码系统：十六进制，ASCII字符 0-9，A-F，报文中每个 ASCII 字符含有 1 个十六进制字符。

2.每字节 bit 流：1 起始位、7 数据位，首先发送最低有效位、1 位奇偶检验、1 停止位。

奇偶校验是要求的，其它模式（奇校验，无校验）也可以使用。为了保证与其它产品最大的兼容性，同时支持无校验模式是建议的。默认校验模式必须为偶校验。

字符是如何串行传送的：

每个字符或字节均由此顺序发送（从左到右）：最低有效位（LSB）…最高有效位（MSB）。

ASCII模式位序列

设备配置为奇校验、偶校验或无校验都可以接受。如果是无奇偶校验，将传送一个附加的停止位以填充字符帧：

ASCII模式位序列（无校验的特殊情况）

帧检验域：

纵向冗余校验（LRC-Longitudinal Redundancy Checking）。

Modbus ASCII报文帧

由发送设备将 Modbus 报文构造为带有已知起始和结束标记的帧。这使设备可以在报文的开始接收新帧，并且知道何时报文结束。不完整的报文必须能够被检测到而错误标志必须作为结果被设置。

报文帧的地址域含有两个字符。

在ASCII模式，报文用特殊的字符区分帧起始和帧结束。一个报文必须以一个‘冒号’（：）（ASCII 十六进制 3A）起始，以‘回车-换行’（CR LF）对（ASCII十六进制0D和0A）结束。

注：LF 字符可以通过特定的 Modbus 应用命令改变。

对于所有的域，允许传送的字符为十六进制 0-9，A-F（ASCII 编码）。设备连续的监视总线上‘冒号’字符。当收到这个字符后，每个设备解码后续的字符一直到帧结束。

报文中字符间的时间间隔可以达1秒。如果有更大的间隔，则接收设备认为发生了错误。

ASCII报文帧

注：每个字符字节需要用两个字符编码。因此，为了确保ASCII 模式和 RTU模式在 Modbus 应用级兼容，ASCII 数据域最大长度为（2x252）是 RTU 数据域（252）的两倍。

必然的，Modbus ASCII 帧的最大尺寸为 513 个字符。

ASCII 报文帧的要求在下面的状态图中综合。“主设备”和“从设备”的不同角度均在相同的图中表示。

ASCII传输模式状态图

1.“空闲”态是没有发送和接收报文要处理的正常状态。

2.每次接收到“：”字符表示新的报文的开始。如果在一个报文的接收过程中收到该字符。则当前地报文被认为不完整并被丢弃。而一个新的接收缓冲区被重新分配。

3.检测到帧结束后，完成LRC 计算和校验，然后分析地址域以确定帧是否发往此设备，如果不是，则丢弃此帧。为了减少接收处理时间，地址域可以在一接到就分析，而不需要等到整个帧结束。

LRC校验

在 ASCII 模式，包含一对全部报文内容执行的，基于纵向冗余校验（LRC-Longitudinal Redundancy Checking）算法的错误检验域。LRC 域检验不包括起始“冒号”和结尾 CRLF 对的整个报文的内容。不关报文有无奇偶校验，均执行此检验。

LRC 域为一个字节，包含一个8 位二进制值。LRC 值由发送设备计算，然后将 LRC 附在报文后面。接收设备在接收报文时重新计算 LRC 的值，并将计算结果于实际接收到的 LRC 值相比较，如果两个值不相等，则为错误。

LRC 的计算，对报文中的所有的连续 8 位字节相加，忽略任何进位，然后求出其二进制补码。执行检验针对不包括起始“冒号”和结尾 CRLF 对的整个 ASCII报文域的内容。在 ASCII 模式，LRC 的结果被ASCII 编码为两个字节并放置于 ASCII模式报文帧的结尾，CRLF 之前。

简单代码如下: