DELIXI PD2222L-42T4 安装式数字多功能电测量仪表用户手册 9
四、通讯
4.1 引言
PD2222L-42T4安装式数字多功能电测量仪表提供RS485通讯接口，采用Modbus通讯规约。仪表可设置为Modbus-RTU和Modbus-ASCII两种传输模式中的任何一种。在一条通讯线路上最多可以同时连接32个仪表，每个仪表均可设定其通讯地址，不同系列仪表的通讯接线端子号码不同，通讯连接应使用带有铜网的屏蔽双绞线，线径不小于0.5mm2 。布线时应使通讯线远离强电电缆或其他强电场环境，最大传输距离为1200米，典型的网络连接方式如图 9所示，用户可根据具体情况选用其他合适的连接方式。
kMkM
PC机VAWDIVAvarDOVAHzVAWDIVAvarDOVAHz...232转485120Ω图 9 通讯连接示意图
Modbus协议在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一地址的终端设备（从机），然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机，即半双工的工作模式。
Modbus协议只允许在主机（PC，PLC 等）和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 4.2字节格式 4.2.1 ASCII模式
当控制器设置为ASCII传输模式时，在帧中的每个字节以2个ASCII字符传输。这种方式的优点在于字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。每个传输序列包含10位串行数据，传输时先传低位，在传高位。可选择奇校验、偶校验或无校验，有校验和无校验的传输序列分别如图 10和图 11所示。
止起D0D1D2D3data数据位D4D5D6D7parity校验位止start起始位end停止位图 10有校验位的传输序列（ASCII模式）
止起D0D1D2D3data数据位D4D5D6止start起始位end停止位图 11无校验位的传输序列（ASCII模式）
4.2.2 RTU模式
在RTU模式下，在帧中的每个字节直接用于传输，这样在同样的波特率下，可比ASCII模式传输更多的数据。每个传输序列包含11位串行数据，传输时先传低位，在传高位。可选择奇校验、偶校验或无校验，有校验和无校验的传输序列分别如图 12和图 13所示。
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D7D8parity校验位止
止起D0D1D2D3data数据位D4D5D6start起始位end停止位图 12 有校验位的传输序列（RTU模式）
止起D0D1D2D3data数据位D4D5D6D7止start起始位end停止位图 13 无校验位的传输序列（RTU模式）
4.3帧格式
帧是传送信息的基本单元，Modbus协议中主机与从机采用相同的帧格式。
ASCII帧以冒号“：”（ASCII码为3AH）字符开始，以回车换行符（ASCII码为0DH，0AH）结束，其它域只能使用0…9，A…F等16个字符，ASCII帧格式如表 3所示。
开始 ：(3AH) 地址码 2 字符 功能码 2 字符 数据区 N 字符 校验码 2 字符 结束 0DH, 0AH 表 3 ASCII帧格式 RTU帧以至少3.5个字节的停顿时间开始，同样以至少3.5个字节的停顿时间标志帧的结束。整个帧必须作为连续的流传送，如果帧完成之前有超过1.5个字节的停顿时间，从机将重新开始一个新帧的接收。RTU帧格式如表 4所示。
开始 四个字节的停顿时间 地址码 1 字节 功能码 1 字节 数据区 N 字节 校验码 2 字节 结束 四个字节的停顿时间 表 4 RTU帧格式 4.3.1地址码（Address）
地址码用来标识由哪个从机与主机通讯，每个从机具有唯一的地址码，主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，从机发送的地址码则表明回送的从机地址。用户可使用的地址为1~247，其它地址保留。 4.3.2功能码（Function）
功能码表示从机要执行何种功能。表 5列出了仪表所支持的功能码及其的定义和具体操作。
功能码 03/04H 10H 读寄存器 写一个或多个连续寄存器 定义 操作 读取一个或多个寄存器的数据 把n个16位二进制数写入n个连续寄存器 表 5 功能码 4.3.3数据区（Data）
数据区随功能码不同而不同，这些数据可以是数值、参考地址等。例如：功能码03H告诉仪表读取寄存器的数值，则数据区必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。 4.3.4校验码
校验码用于主机或从机判断接收到的数据是否出错，使系统通讯更可靠。
Modbus-ASCII采用LRC校验方法，除开始的冒号和结束的回车换行符外其余字节数据相加然后取补码即为LRC。注意必须是在准备发送信息帧时，数据未转换成ASCII码之前的字节数据相加后取补码，所得之LRC同样要转换成两字节的ASCII码。接收信息帧时，要将两字节的ASCII码转换成一字节的数据字节，再
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相加求和并取补码，再将接收到的信息帧尾部两字节ASCII表示的LRC转换为一字节（8bit）LRC码，然后再进行比较。
Modbus-RTU采用CRC-16（16位循环冗余校验码）校验方法，包含16位二进制。CRC校验码由发送端计算，放置于发送信息的尾部。接收端重新计算接收到的信息的校验码，并与接收到的校验码相比较，如果二者不相符，则表明通讯出错。
CRC-16校验码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐渐把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位参与CRC码计算；起始位、停止位、（如有奇偶校验位的话也包括）奇偶校验位，都不参与CRC码计算。
在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一位，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。
这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。CRC-16码的计算流程如图 14所示。
开始CRC = 0XFFFFCRC = CRC ^ BYTEN = 8CRC右移一位NO有进位？NOYESNOCRC = CRC ^ 0XA001N = N - 1N == 0?YES下一个BYTE全部字节处理完毕？YES结束图 14 CRC-16校验码计算流程
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4.4出错处理
当仪表检测到了校验码出错以外的错误时，将向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。从机返回的错误信息帧格式如下：
功能码 地址码 （最高位为1） 1字节 1字节 1字节 表 6 从机返回的错误信息帧格式 错误码 低字节 1字节 高字节 1字节 校验码 错误码如下： 01H 02H 03H
非法的功能码 非法的数据地址 非法的数据值
接收到的功能码仪表不支持 接收到的数据地址超出仪表的范围 接收到的数据值超出相应地址的数据范围
4.5通讯报文举例
4.5.1读寄存器（功能码03/04H）
此功能允许用户获得仪表采集与记录的数据及系统参数。主机一次请求的最大寄存器个数为125个。下面的例子是读取地址为01H的从机读3个采集到的基本数据IA、IB、IC（每个寄存器长度为2个字节，IA的起始地址为0100H，寄存器个数为3个）。
开始符 地址码 功能码 起始寄存器地址 寄存器个数 校验码 结束符 F1
开始符 地址码 功能码 高字节 起始寄存器地址 低字节 高字节 寄存器个数 低字节 低字节 校验码 高字节 结束符 F6H 4个字节时间停顿 表 8读寄存器主机查询数据帧（RTU模式）
03H B5H 07H 00H 4个字节时间停顿 01H 03H 01H
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从机返回的数据表明IA＝03EDH(1.005)、IB＝03F0H(1.008)、IC＝03E0H(0.992)，上位机再根据附录0进行数据变换得到实际电流值。
开始符 地址码 功能码 字节数 寄存器1数据 寄存器2数据 寄存器3数据 校验码 结束符 ： 01 03 06 03ED 03F0 03E0 30
开始符 地址码 功能码 字节数 高字节 寄存器1数据 低字节 高字节 寄存器2数据 低字节 高字节 寄存器3数据 低字节 低字节 校验码 高字节 结束符 5EH 4个字节时间停顿 表 10读寄存器从机响应数据帧（RTU模式）
E0H 8CH F0H 03H EDH 03H 4个字节时间停顿 01H 03H 06H 03H 4.5.2写多个点连续寄存器（10H）
主机利用此功能将多点数据保存到仪表的寄存器，但要写入的寄存器必须可写，个数不能超出地址范围。Modbus通讯规约允许一次最多保存60个寄存器。下面的例子是设置LED显示到最高亮度（设为第16级）。
开始符 地址码 功能码 起始寄存器地址 寄存器个数 ： 01 10 000A 0001 ASCII码 3AH 30H 31H 31H 30H 30H 30H 30H 41H 30H 30H 30H 31H HEX码