这是一个学习C#、Winform的自我回顾过程，用来发现存在的不足，也为了推动自己继续学习。
大学通信专业毕业之后，进入了一家电力科技公司从事软件开发工作，主要用的是Delphi语言进行电力通信协议的上位机开发。因为上位机需要与下位机通信才好进行测试，而事实上没有那么多现成的装置给你借用调试，加上公司慢慢的开始推行C#/WPF来做一些定制软件，所以想学习一下C#，刚好现在也有一个自身的需求出现--上位机程序调试困难，所以就从最易入手的winform程序切入，慢慢的加深对于C#语言的理解。于是就打算做一个常见协议Modbus的数据源工具，于是就有了本文。
一、Modbus协议简介
　　｛来自百科｝　
　　Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
　　ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。
　　ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。
二、Modbus协议特点
　　｛来自百科｝　
　　（1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。
　　（2）Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
　　（3）Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。
三、Modbus数据包结构描述　　
　　每个Modbus 数据包都由以下几个部分组成：
　　(1) 地址域
　　(2) 功能码域
　　(3) 数据域
　　(4) 校验域
　　地址域：0~247，0一般作为广播地址，1~247作为装置（下位机）使用的地址号。
　　功能码：用来确认该包报文的具体功能。（常见03码、10码）
　　数据域：Modbus 数据域长度不定，依据其具体功能而定。
　　校验域：CRC16校验方法，2个字节长度。
四、串口、以太口Modbus报文
　　串口下：ModbusRTU
　　以太网：ModbusRTU，报文格式为：[事务元标识符(2字节)]+[协议标识(2字节)]+[长度(2字节)]+ModbusRTU-CRC校验(2字节)
　　总而言之，ModbusTCP比ModbusRTU报文，多了6个字节的报文头，少了末尾的2个字节的CRC校验
　　以下主要以ModbusRTU说明：
　　0x03码
读寄存器数据包格式
寄存器起始地址高位
寄存器起始地址低位
Data1 高位
寄存器数量高位
Data1 低位
寄存器数量低位
Datan/2 高位
Datan/2 低位
CRC校验码低位
CRC校验码高位
　　0x10码
写寄存器数据包格式
寄存器起始地址高位
寄存器起始地址高位
寄存器起始地址低位
寄存器起始地址低位
寄存器数量高位
寄存器数量高位
寄存器数量低位
寄存器数量低位
CRC校验码低位
Data1 高位
CRC校验码高位
Data1 低位
Data(n/2) 高位
Data(n/2) 低位
CRC校验码低位
CRC校验码高位
预置地址高
预置地址高
预置地址低
预置地址低
设置数据高
设置数据高
设置数据低
设置数据低
CRC 校验码低
CRC 校验码低
CRC 校验码高
CRC 校验码高
以上就介绍了简单Modbus协议数据源工具实现（一）WinForm，包括了方面的内容，希望对.NET教程有兴趣的朋友有所帮助。
电脑/手机小常识：恢复桌面上的系统图标通常很多用户还是习惯于在桌面上保留“我的文档”及其它经常访问文件夹快捷方式以及经常使用的程序快捷方式。如果你想在桌面上显示“我的电脑”、“我的文档”、“网上邻居”、IE浏览器的快捷方式图标，只需进行如下操作：在桌面点击鼠标右键，在右键菜单中选择“属性”命令，在打开的“显示 属性”对话框中选择“桌面”选项卡，单击“自定义桌面”按钮，打开“桌面”项目对话框。在“常规”选项卡的“桌面图标”栏中选择所需项目的复选框，然后单击“确定”返回上一级对话框，再单击“应用”按钮即可。
上一篇： 下一篇：Modbus现场总线协议是莫迪康公司1978年发明用于电子控制器进行控制和通信的协议。不同厂商生产的符合MODBUS协议的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。MODBUS协议采用主从（master-slave）技术，是一种问答方式的通信协议。每次通信均由主机发出数据请求信息，从机接收到正确消息后就可以发送数据到主机以响应请求；主机也可以直接发信息修改从机的数据，实现双向读写。　　在具体介绍Modbus协议之前，先向大家简单介绍一下设备中的数据如何存储。我们常把设备中存储数据的单元称为寄存器，按照存储数据的类型可以分为位寄存器和16位寄存器两种，如图1所示：
　　位寄存器的容量为1位，16位寄存器的容量为16位，每一个存储数据的寄存器都有一个对应的寄存器地址，Modbus协议就是根据寄存器地址来查询数据或者设置数据到特定的寄存器中。如图1所示，位寄存器用来存储离散值，即开关量；16位寄存器用来存储16位整数，16位寄存器里的数据既可以独立表示一个16位整数，也可以用两个连续的16位寄存器表示32位整型或实型的数据，低地址存放低16位，高地址存放高16位。
　　接下来详细介绍Modbus协议。Modbus协议分为三种通信方式：Modbus RTU、Modbus ASCII以及Modbus TCP。
　　首先，Modbus TCP的通信格式和Modbus RTU非常相似，唯一的差别只是Modbus RTU最后带两个字节的CRC校验，而Modbus TCP没有。
　　其次，Modbus ASCII的通信格式与Modbus RTU其实“神合貌离”，就是把Modbus RTU的每一个字节（例如：27H）高四位（2）和低四位（7）拆分为两个字节，并以ASCII码的方式表现出来（32 37），再给命令帧分别加上起始符和结束符便可以，当然Modbus RTU和Modbus ASCII的校验的方式不同，这里暂不详述，所以同一条命令用Modbus RTU方式和Modbus ASCII方式表现出来，虽然在命令长度的上有很大的区别，但其实际表达的意思却是一样。
　　下面就以Modbus RTU为例，详细表述世纪星组态软件是如何读取设备中的数据，并且将数据设置到设备中。
1.读数据：
　　上位机发送命令：02 03 00 05 00 02 D4 39
　　设备返回的数据：02 03 04 20 08 20 10 49 3D
　　之前没有接触过Modbus RTU协议的朋友们看了上面列出的数据，会稍有不解，这里为大家详细解释一下。
　　1）发送的命令：
　　第一个字节：02，它表示的是设备地址。在同一条485总线上，可能会接多个设备，而这个设备地址就相当于每一个设备的标识，继而决定每一个设备的设备地址在同一条总线上必须是唯一。
　　第二个字节：03，这个字节是功能码字节，作用就是告诉设备，上位机想要读取的是什么样的数据，世纪星组态软件支持的读数据的功能码有：01H、02H、03H和04H，具体含义请参照表1。
第三第四个字节：00 05，表示的是一个寄存器地址，它告诉设备上位机想要读取的数据，是从寄存器地址5开始的一个或多个寄存器里的数据。
　　第五第六个字节：00 02，表示的是读取寄存器的个数，结合第三第四个字节，就是告诉设备，上位机想要读取的数据是从寄存器地址5开始的2个寄存器里的数据，即寄存器地址为5 和6的寄存器里的数据。
　　第七第八个字节：D4 39，是CRC校验码，不论是读数据还是设置数据，发送和返回命令里的最后两个字节都是CRC校验码，具体的计算方法这里暂不详述。
　　2）返回的数据：
　　第一个字节：02，表示设备地址，作用同发送命令中第一个字节02。
　　第二个字节：03，表示功能码，作用同发送命令中第二个字节03。
　　第三个字节：04，表示返回有效数据的字节个数，这里要说明一下的是对于位寄存器（包括表1中的线圈状态和输入状态），每一个寄存器的容量只有一位，如果上位机发送的命令中要求连续读8个位寄存器（即发送命令中的第五第六个字节为00 08），设备返回的数据中的第三个字节只为1，因为一个字节的容量为8位，可以表示8个位寄存器的状态。而对于表1中的保持寄存器和输入寄存器，每一个寄存器的容量为16位，它可以表示一个16位的整型数据，或者一个32位整型或实型数据的高16位或低16位。所以设备回传一个保持寄存器或输入寄存器的数据需要两个字节，这就解释了发送命令中要求读取2个保持寄存器的数据，设备返回的有效数据为4个字节。
　　紧跟在第三个字节后面的4个字节的数据便是设备返回的有效数据，结合发送的命令，我们可知在寄存器地址为0005H的寄存器中存储的数据为2008H(十进制为8200)，寄存器地址为 0006H的寄存器中存储的数据为2010H(十进制为8208)。
　　第八第九个字节：49 3D，是CRC校验码。
　　1）写位寄存器
　　上位机发送命令：02 05 00 05 FF 00 9C 08
　　设备返回的数据：02 05 00 05 FF 00 9C 08
　　第一个字节：02，表示设备地址，这里就不做重复介绍。
　　第二个字节：05，为功能码字节，05号功能码的作用为强置一个位寄存器的0/1(ON /OFF)状态。
　　第三第四个字节：0005，表示的是上位机发送命令所强置的寄存器的地址。
　　第五第六个字节：FF00H，表示上位机要将地址为5的位寄存器强置为1，当强置为0时，第五第六个字节为：00 00。
　　第七第八个字节：9C 08，为CRC校验字节。
　　设备正常返回时，返回的数据与上位机发送的命令是完全一致的。
　　2）写单个16位寄存器
　　上位机发送命令：02 06 00 05 00 12 19 F5
　　设备返回的数据：02 06 00 05 00 12 19 F5
　　第一个字节：02，表示设备地址。
　　第二个字节：06，为功能码字节，06号功能码的作用为预置单个16位寄存器。
　　第三第四个字节：0005，表示的是上位机发送命令所预置的寄存器的地址。
　　第五第六个字节：0012H，表示上位机要将地址为5的16位寄存器预置为12H（十进制为18）。
　　第七第八个字节：19 F5，为CRC校验字节。
　　设备正常返回时，返回的数据与上位机发送的命令完全一致。
　　3）写多个16位寄存器
　　上位机发送命令：02 10 00 06 00 02 04 01 02 00 00 DC FD
　　设备返回的数据：02 10 00 06 00 04 21 F8
　　发送的命令：
　　第一个字节：02，表示设备地址。
　　第二个字节：10H（十进制为16），为功能码字节，10H号功能码的作用为预置多个16位寄存器。
　　第三第四个字节：0006，表示的是上位机发送命令所预置的多个寄存器的起始地址为0006H。
　　第五第六个字节：0002，表示上位机要连续预置连续的两个寄存器。
　　第七个字节：04，表示后面跟着的4个字节数据是要预置到指定寄存器中去的。
　　紧跟在第七个字节后的四个字节便是要预置到指定寄存器中的数据，结合前面的信息，我们知道这条命令是要将0102H（十进制为258）预置到地址为6的寄存器中，0000H预置到地址为7的寄存器中。
　　最后两个字节：9C08，为CRC校验字节。
　　返回的数据：
　　第一个字节：02，表示设备地址。
　　第二个字节：10H（十进制为16），为功能码字节。
　　第三第四个字节：0006，表示的是上位机发送命令所预置的多个寄存器的起始地址位 0006H。
　　第五第六个字节：0004，表示上位机预置了连续的两个寄存器即4个字节的有效数据。
　　第七第八个字节：19 F5，为CRC校验字节。
　　无论是强制位寄存器还是预置16位寄存器，设备返回数据的作用仅仅是告诉上位机数据已经成功设置到设备寄存器中了。
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基于MODBUS协议的上位机与PLC及智能仪表之间的通信实现方法 摘要：介绍了Modbus通信协议的特点，结合作者的实践经验,介绍基于MODBUS协议下工控机为主站,PLC及智能仪表为从站的通讯的实现方法. 关键词：Modbus通信协议 RS-485 PLC 工控机 智能仪表 一、引言:可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，编程简单，性能价格比高，在工业控制领域得到越来越广泛应用。基于PLC的控制系统多数情况下会以微机为主机,PLC为从机.完成对生产过程的自动控制，工艺参数的显示和修改．MODBUS RTU规约是目前国际上普遍采用的主流通讯协议之一.随着越来越多的企业开始向生产和管理的自动化转变,MODBUS得到了广泛的应用. 二、MODBUS RTU通讯协议简介:MODBUS是一种工业控制系统串行通信协议, 当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，它需要对数据进行校验，其中RTU模式采用16位CRC校验.当控制器设为在Modbus网络上以RTU(远程终端单元)模式通信,在消息中的每个8bit字节包含两个4bit的十六进制字符.这种方式的主要优点是:在同样的波特率下,可比ASCII码传送更多的数据. 三、电气接口:本套系统采用RS-485作为电气接口.它具有干扰抑制性好、传输距离长、组网方便等特点,非常适合组成工业级的多机通信系统.网络采用总线型结构,半双工,终端加电阻.电缆选用带有金属网状屏蔽层的双绞线.它可以消除由于磁耦合引起的共模噪声,而金属屏蔽层可以阻断电容、电磁及高频磁耦合引起的噪声。另选用RS232/RS485转换器。通过转换器，我们就可以利用工控机的RS232串口，快速地开发基于RS485串口的上位机通信软件。 四、PLC程序设计:本系统中的可编程控制器采用西门子S7-200系列.使用指令库中的MBUS_INIT和MBUS_SLAVE指令..以下是系统中用于PLC的通讯程序:NETWORK 1 //首次扫描时初始化Modbus从属协议//将从站地址设为1，将端口0设为9600波特，将校验设为偶数， //允许存取所有的I、Q和AI数值，允许存取1000台保存寄存器（2000个字节） //从VB0开始。LD SM0.1CALL MBUS_INIT, 1, 1, 9600, 2, +0, +128, +32, +1000, &VB0, M0.1, MB1 NETWORK 2//每次扫描时执行Modbus从属协议LD SM0.0 CALL MBUS_SLAVE, M0.2, MB2 五、上位机通讯软件的设计方案：1 初始化 为加快开发速度，上位机通讯软件的编程可以使用MSCOMM控件，用控件对通讯软件进行设定需要使用的串口地址、波特率、校验方式、数据缓冲区等初始化操作.2 命令字发送 MODBUS规定完整的命令应由从机地址、功能码、数据段和校验码组成。命令字发送必须严格遵守该规定。计算机发送命令：[设备地址] [命令号01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [读取的寄存器数高8位] [低8位] [CRC校验的低8位] [CRC校验的高8位] 3 下表是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，或修改之在这些功能码中较长使用的是1、2、3、4、5、6号功能码，使用它们即可实现对下位机的数字量和模拟量的读写操作。 4 下表是MODBUS地址映射到S7-200的地址：MODBUS地址 S7-200地址 MODBUS地址 S7-200地址.1 030001 AIW0.2 030002 AIW2.7 030032 AIW62.0 040001 VW0.1 040002 VW2.7 04xxxx VW2*(xxxx-1) 5 CRC校验:CRC编码校验误码率极低，是一种比较可靠的检验方式。该校验码是通过数据序列对生成多项式进行二进制除法取余数得到的。采用CRC-16校验，生成的多项式为X16↑+ X15↑+ X2↑+ X1↑。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位字节各当前寄存器中的值进行处理。CRC产生过程中，每个8位字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以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。在最后一位（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或。最终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的CRC值。下面是它的VC代码：WORD GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码{WORD wCrc = WORD(0xFFFF);for(int i=0; i{wCrc ^= WORD(BYTE(pSendBuf[i]));for(int j=0; j{if(wCrc & 1){wCrc &&= 1;wCrc ^= 0xA001;}else{wCrc &&= 1;}}}return wC} 六、上位机与智能仪表的通讯：上位机的通讯程序可参照上位机与PLC的通讯程序进行设计，注意将上位机的串口地址设为其它的地址（例如2）。在此不作过多介绍。多台智能仪表作为MODBUS从站的网络，每个从站必须设为唯一的从站地址，并设定好波特率。仪表要遵循MODBUS规约的通信帧结构对上位机的命令进行解析。非呼叫对象要能及时重新恢复等待接受状态。响应呼叫的仪表要解析命令并进行相应的功能处理，对非法的命令要能回报报错信息。 七、 结束语：该方法用于某污水处理厂。由于采用智能仪表使系统对PLC的要求以及布线成本都大大降低。监控程序的设计完全符合厂方的要求。另因其设备分散、成本要求苛刻的特点，充分利用RS485总线和现有成熟而规范的通信协议能最大限度地节约成本。实践表明，MODBUS具有开放性好、功能强、通讯效率高等特点。 来源：[]机电之家?机电行业电子商务平台！包含各类专业文献、各类资格考试、专业论文、生活休闲娱乐、外语学习资料、中学教育、幼儿教育、小学教育、行业资料、基于MODBUS协议的上位机与PLC及智能仪表之间的通信实现方法06等内容。
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