?當(dāng)使用Modbus作為通信協(xié)議時(shí)，有許多不同的解釋、術(shù)語(yǔ)和標(biāo)簽來說明如何訪問各種設(shè)備中的不同類型的數(shù)據(jù)。有時(shí)，設(shè)備手冊(cè)只會(huì)提到支持的Modbus功能代碼以及這些功能代碼在哪個(gè)范圍內(nèi)可用。愛陸通幫助您了解modbus通訊協(xié)議功能碼。

Modbus的功能代碼(FC)是使用特定代碼的Modbus請(qǐng)求，在告知Modbus從設(shè)備訪問何種類型的內(nèi)存（如保持寄存器、輸入線圈等）以及對(duì)該內(nèi)存執(zhí)行何種操作（如讀取或?qū)懭耄┓矫嫫鹱饔?。下面的表格列出了TOPServerModbusSuite中包含的所有Modbus驅(qū)動(dòng)程序用于通信的特殊Modbus功能代碼：

根據(jù)您在客戶端應(yīng)用程序中讀取或?qū)懭氲牡刂奉愋停ū３旨拇嫫鳌?nèi)部寄存器、輸入線圈或輸出線圈），這將決定TOP服務(wù)器Modbus驅(qū)動(dòng)程序在處理您的實(shí)際協(xié)議請(qǐng)求時(shí)所使用的特定功能代碼設(shè)備。

在TOP服務(wù)器的Modbus驅(qū)動(dòng)程序中，還有一些特別的設(shè)置，可以增加設(shè)備中不同Modbus實(shí)現(xiàn)的靈活性。我們稍后會(huì)介紹這些設(shè)置。

此外，在本文中沒有詳細(xì)介紹，但TOP服務(wù)器的Modbus靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)，可以支持特定的非標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序中的Modbus變體，例如EnronModbus、OMNIFlow、LufkinELAM、HoneywellUDC甚至基于YaskawaMemobus的驅(qū)動(dòng)程序。

如何將Modbus功能代碼與尋址進(jìn)行對(duì)應(yīng)？

就像我們之前提到的那樣，當(dāng)我們討論Modbus協(xié)議和訪問特定數(shù)據(jù)位置（或內(nèi)存類型）時(shí)，一般有四種不同類型的Modbus地址：

保持寄存器是一個(gè)具有讀寫訪問權(quán)限的16位（模擬）地址，地址范圍在4xxxxx。

內(nèi)部寄存器是一種16位（模擬）地址寄存器，只能進(jìn)行只讀訪問。

輸入線圈是一種具有只讀訪問權(quán)限的地址，該地址為1位（布爾）的1xxxxx。

輸出線圈是一種具有讀/寫訪問權(quán)限的位（布爾）地址，其地址為0xxxxx。

前一次我們?cè)?jīng)討論過，設(shè)備文檔并不總是提供Modbus地址詳細(xì)列表，按照地址類型（例如4xxxx或保持寄存器）進(jìn)行分類。

所以，因?yàn)槲覀冋诟釉敿?xì)地討論Modbus功能碼，我們需要根據(jù)特定地址的內(nèi)存類型以及其讀寫能力來討論Modbus地址范圍。

這兩個(gè)因素決定了在向設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求時(shí)所使用的Modbus功能代碼?，F(xiàn)在我們來討論每個(gè)功能代碼以及它們對(duì)應(yīng)的地址和功能的執(zhí)行。

Modbus功能碼1，以十六進(jìn)制表示為0x01。

當(dāng)需要讀取一個(gè)或多個(gè)（最多2000個(gè)）輸出線圈或0xxxxx類型的離散/布爾地址時(shí)，TOP服務(wù)器將使用該功能代碼。

在此列表下方，您將看到對(duì)功能代碼5和15的支持，即讀取和寫入訪問的線圈。

Modbus功能碼2表示讀取離散輸入，用十六進(jìn)制表示為0x02。

當(dāng)需要讀取多個(gè)（每次最多2000個(gè)）輸入線圈或1xxxxx類型的離散/布爾地址中的一個(gè)時(shí)，TOP服務(wù)器使用這個(gè)功能代碼。

在Modbus設(shè)備中，輸入線圈是只讀的，這意味著您無法使用功能代碼來寫入1xxxxx類型的地址。

Modbus功能代碼3（十六進(jìn)制0x03）

當(dāng)需要讀取一個(gè)或多個(gè)保持寄存器或4xxxxx類型的模擬地址時(shí)，TOP服務(wù)器會(huì)使用該功能代碼。每次最多可以讀取125個(gè)地址。

您可以使用功能代碼3來訪問保持寄存器中的不同位。只需在末尾加上一個(gè).x的語(yǔ)法，其中x表示您想要讀取的寄存器中的位（例如，400001.0表示訪問保持寄存器偏移1的位0）。

由于保持寄存器在大多數(shù)支持Modbus的設(shè)備中是最常見的內(nèi)存類型，因此Modbus功能代碼3可能是最廣泛使用的功能代碼。

同時(shí)，寄存器保持了讀/寫訪問的狀態(tài)，因此您可以在列表底部找到對(duì)功能代碼6和16的支持。

Modbus的功能代碼4，也表示為十六進(jìn)制的0x04。

當(dāng)需要讀取一個(gè)或多個(gè)（一次最多125個(gè)）內(nèi)部寄存器或3xxxxx類型的模擬地址時(shí)，TOP服務(wù)器會(huì)使用這個(gè)功能代碼。

除了保持寄存器，我們還可以使用功能碼4訪問內(nèi)部寄存器中的各個(gè)位。例如，我們可以使用4*u,e,300004.2來獲取基于1與0的位尋址的信息寄存器中的內(nèi)容。

在Modbus設(shè)備中，與輸入線圈類似，內(nèi)部寄存器也是只讀的。因此，您不會(huì)找到專門用于寫入3xxxxxx類型地址的功能代碼。

備注：是的，如果您留意到，F(xiàn)C3是用于訪問4xxxxx地址的，而FC4是用于訪問3xxxxx地址的，就好像FC1用于訪問0xxxxx地址，而FC2用于訪問1xxxxx地址一樣——這些并非打印錯(cuò)誤。

Modbus的功能代碼5為十六進(jìn)制0x05。

在寫入單個(gè)輸出線圈（0xxxxx）時(shí)，TOP服務(wù)器使用的是此功能代碼，也被稱為“強(qiáng)制”線圈。

Modbus功能碼6(十六進(jìn)制0x06)

當(dāng)TOP服務(wù)器寫入單個(gè)保持寄存器（4xxxxx）時(shí)，會(huì)使用此功能代碼，該寄存器也被稱為“預(yù)置”寄存器。

Modbus通信協(xié)議的功能碼是Modbus功能代碼15（十六進(jìn)制0x0F）。

當(dāng)在TOP服務(wù)器寫入多個(gè)輸出線圈（0xxxxx）時(shí)，通常會(huì)使用此功能代碼。不過，現(xiàn)在很多設(shè)備僅支持FC15對(duì)輸出線圈進(jìn)行單次和多次寫入的情況，并且這種情況并不少見。

為了應(yīng)對(duì)這種情況，TOP服務(wù)器的Modbus驅(qū)動(dòng)程序增加了一個(gè)特殊設(shè)置項(xiàng)，可以禁用"Modbus功能05"。當(dāng)此設(shè)置被禁用時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序?qū)H使用FC15指令來對(duì)輸出線圈進(jìn)行寫入操作。

十六進(jìn)制代碼為0x10的功能代碼16

此功能代碼用于TOP服務(wù)器在寫入（預(yù)設(shè)）多個(gè)保持寄存器(4xxxxx)時(shí)的操作。與FC15相似，設(shè)備制造商通常只支持FC16，可用于單次和多次寫入保持寄存器的情況，這是一種更經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)方式，只需要添加對(duì)一個(gè)與兩個(gè)功能代碼的支持。

為了解決這個(gè)問題，TOP服務(wù)器Modbus驅(qū)動(dòng)程序還有一個(gè)設(shè)置選項(xiàng)，可以讓您禁用“Modbus功能06”。這樣一來，當(dāng)您禁用該選項(xiàng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒅皇褂肍C16來進(jìn)行對(duì)保持寄存器的所有寫入操作。

Modbus功能碼22（十六進(jìn)制0x16）

這個(gè)功能是專為保持寄存器(4xxxxx)中的位寫入而設(shè)計(jì)的，它僅適用于單個(gè)事務(wù)。默認(rèn)情況下，在TOP服務(wù)器的Modbus驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備屬性中是禁用的，因?yàn)樵S多Modbus設(shè)備不支持FC22，可以選擇支持其他方法。

另一種方法是默認(rèn)且常用的方式，即對(duì)于保持在寄存器中的位進(jìn)行讀取、修改和寫入操作。

當(dāng)客戶端應(yīng)用程序向保持寄存器寫入位時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下情況：

正如您所料，這種常用的方法存在一些風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)您的Modbus設(shè)備中的寄存器值經(jīng)常發(fā)生變化時(shí)。進(jìn)行讀取/修改/寫入操作可能會(huì)導(dǎo)致位被更改為不正確的狀態(tài)，因?yàn)橹暗母牟僮骺赡苓€沒有完成所需的時(shí)間。

舉個(gè)例子，假設(shè)我們正在對(duì)400001的第1位進(jìn)行讀取/修改/寫入操作。如果在操作開始時(shí)第2位是“打開”的狀態(tài)，但在寫入之前已切換為“關(guān)閉”，那么它將再次錯(cuò)誤地被“打開”。

FC22的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過直接修改保持寄存器中的特定位來規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保持其余位不受影響。然而，使用FC22需要確保實(shí)際的Modbus從設(shè)備支持該功能，而這種情況并非普遍存在。

所以，請(qǐng)確保您的設(shè)備是否真的支持FC22。如果支持，在TOP服務(wù)器的Modbus驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)備屬性中，您可以啟用“HoldingRegisterBitWrites”選項(xiàng)。

TOP服務(wù)器將會(huì)執(zhí)行一個(gè)FC3讀取，讀取整個(gè)寄存器。

接著，驅(qū)動(dòng)程序僅修改出問題的位（這將改變保持寄存器16位值的整體值）。

然后根據(jù)設(shè)備的支持以及特殊設(shè)置的描述，將經(jīng)過修改的16位值寫回Modbus從設(shè)備，可以使用FC6或16功能碼。

因此，該函數(shù)的作用是確定正在訪問的內(nèi)存類型以及其讀寫操作。然而，該功能代碼與Modbus請(qǐng)求中的其他信息一起使用，這些信息包括所謂的偏移量。

如何將偏移尋址與Modbus功能碼結(jié)合使用？

TOPServerModbusSuite驅(qū)動(dòng)程序可以支持多種不同類型的內(nèi)存地址范圍：

注冊(cè)賬號(hào)為：400001-465536

內(nèi)部存儲(chǔ)器的地址段為300001到365536。

請(qǐng)?zhí)峁┮粋€(gè)從100001到165536的輸入線圈編號(hào)范圍。

輸出線圈的編號(hào)從000001到065536。

我們支持的是1到65,536范圍內(nèi)所有內(nèi)存類型的偏移值。但是，關(guān)于偏移值的定義是什么呢？

通常情況下，解釋偏移量的方法是根據(jù)地址的首位數(shù)字（4、3、1或0）來確定驅(qū)動(dòng)程序訪問的是哪種類型的內(nèi)存。首位數(shù)字后面的所有內(nèi)容構(gòu)成了偏移量，表示你所關(guān)注的特定內(nèi)存地址在該內(nèi)存類型中的位置。

在Modbus文件中記錄了保持寄存器的偏移量。TOP服務(wù)器聲稱它能夠支持以下偏移量：400140000140001400001。

在Modbus請(qǐng)求中，Modbus功能代碼和偏移量一起運(yùn)作，它們用于指示設(shè)備返回或修改特定信息。

尋址Modbus可以采用兩種方式，分別是從零開始和從一開始。

零尋址是指設(shè)備的寄存器地址從0開始遞增，第一個(gè)寄存器的地址為0，第二個(gè)為1，以此類推。

一尋址是指設(shè)備的寄存器地址從1開始編號(hào)，第一個(gè)寄存器的地址為1，第二個(gè)為2，依次遞增。

對(duì)于Modbus通信協(xié)議，可以使用兩種不同的尋址方式，具體選擇哪一種方式取決于設(shè)備的要求和用戶的使用習(xí)慣。

當(dāng)討論基于偏移的Modbus尋址時(shí)，還有一個(gè)關(guān)鍵的細(xì)節(jié)是設(shè)備是否支持零或一作為起始地址。最初，零作為起始地址是Modbus的預(yù)期實(shí)現(xiàn)方式。然而，隨著時(shí)間的推移和Modbus作為一種廣泛采用的開放協(xié)議，一些設(shè)備制造商引入了一種名為one-based尋址的概念。

從零開始進(jìn)行尋址是指在訪問內(nèi)存類型時(shí)，第一個(gè)偏移量為零。例如，如果您想要訪問寄存器400001，那么在Modbus協(xié)議中的請(qǐng)求將是FC3，并且其偏移量為0。類似地，當(dāng)訪問寄存器400002時(shí)，請(qǐng)求將是偏移量為1的FC3，以此類推。

因此，一些制造商采用了一種名為基于一的尋址的實(shí)現(xiàn)方式。在這種方式下，從1開始進(jìn)行尋址，偏移量與實(shí)際地址請(qǐng)求保持對(duì)齊。舉個(gè)例子，如果您要求使用寄存器1，那么請(qǐng)求仍然使用FC3，但偏移量為1。同樣地，400002將請(qǐng)求FC3，但偏移量為2，以此類推。這種方法更加“友好”于用戶。

然而，了解這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)橛行┰O(shè)備支持從0開始尋址，而其他設(shè)備支持從1開始尋址。TOP服務(wù)器的Modbus驅(qū)動(dòng)程序有一個(gè)可配置的設(shè)置，可以指定您的Modbus從設(shè)備所支持的實(shí)現(xiàn)方式。

Modbus規(guī)范的默認(rèn)設(shè)置是啟用“基于零的尋址”。如果禁用此設(shè)置，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑹褂没?的尋址。請(qǐng)確保始終使用正確的設(shè)置，以免顯示的值為設(shè)備中的錯(cuò)誤地址。

舉一個(gè)例子，假設(shè)您讀取到了值400001，與您預(yù)期的值相比，它被認(rèn)為是一個(gè)“錯(cuò)誤”的值。在這種情況下，請(qǐng)檢查一下與400001相鄰的寄存器的值。如果確實(shí)相鄰，您需要將寄存器的尋址方式從1換為從零開始（反之亦然）。

另外，還有一種基于1或基于0的位尋址方式可供選擇。默認(rèn)情況下，TOPServerModbus驅(qū)動(dòng)程序支持從零開始的位尋址，因?yàn)檫@是Modbus規(guī)范的默認(rèn)設(shè)置。這就意味著位的尋址范圍是從0到15。

使用1位尋址，可以從1到16位進(jìn)行尋址，這對(duì)于處理16位數(shù)據(jù)更加直觀自然。此外，根據(jù)您的設(shè)備支持情況，TOPServerModbus驅(qū)動(dòng)程序具有可配置的設(shè)置。

為了確保準(zhǔn)確訪問位值，您在TOPServer中選擇的位尋址方法必須與設(shè)備支持的尋址方式相一致。如果設(shè)置錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致訪問到錯(cuò)誤的位值。該設(shè)置允許您啟用0-15位的訪問或禁用1-16位的訪問。

為確認(rèn)制造商所支持的方法，請(qǐng)持續(xù)查閱制造商的文件或與其進(jìn)行交流。若發(fā)現(xiàn)某選項(xiàng)因錯(cuò)誤設(shè)置為“開啟”而實(shí)際所需為“關(guān)閉”，或相反情況，則可能需切換該設(shè)置。

Modbus具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)，這是由于它是一個(gè)非常成熟和廣泛使用的開放協(xié)議。一個(gè)靈活的Modbus主站，例如TOP服務(wù)器，提供了一系列可配置的選項(xiàng)，以與各種制造商的Modbus從站配合使用，以實(shí)現(xiàn)最大的兼容性。