目录
一、发展历史
二、通用格式
三、读取输出线圈
四、读取保存型寄存器
五、预置单线圈
六、预置单寄存器
七、预置多线圈
结束语
一、发展历史
ModbusTCP是一种基于以太网的通信协议 ModbusTCP协议由施耐德公司在1996年推出，它继承了ModbusRTU协议的核心功能，但主要通过TCP/IP以太网进行数据传输，实现了设备之间的主从式通信。在实际应用中，针对串口ModbusRTU，我们通过采用主站/从站的说明双方的角色，对于ModbusTCP，我们通过使用服务器/客户端来定义双方的角色。
二、通用格式
我们首先来分析-下ModbusTCP与ModbusRTU的区别：
我们可以看出，ModbusTCP在Modbus串行通信的基础上，去除了差错校验和附加地址(即从站地址)，然后加上MBAP报文头(7Bytes)。1.ModbusTCP协议一般用于TCP或UDP通信，而TCF和UDP本身就具备数据校验，因此不需要再加校验了。2、ModbusTCP主要用于以太网通信，因此，不再需要通过附加地址(即从站地址)来区分不同的设备，因为以太网设备一般会使用IP地址来区分。
因此，我们只需要了解MBAP报文头即可，因为功能码和数据部分与ModbusRTU协议是一样的，下面主要针对MBAP报文头进行分析说明。
域长度描述客户机服务器事务处理标识符2字节Modbus请求/响 应的识别码管户机 启动复位响应协议标识符2字节0=Modbus协议管户机 启动复位响应长度2字节后续字节的数量管户机 启动服 务器 启动单元标识符1字节 串行链路或其它
总线上连接的远
程从站的识别码
管户机 启动复位响应
【1】事务处理标识符:事务处理标识符可以理解为报文的编号，服务器会复制客户端 的事务处理标识符进行响应，因此事务处理标识符并没有实际意义，一般情况下我们会使用ID自增的方式，事务处理标识符占用2个字节长度。 【2】协议标识符:协议标识符设计时是为了区分不同的协议，但是在实际应用中，只有一个协议Modbus协议用0来表示，协议标识符占用2个字节长度，所以协议标识符是固定值0x00 0x00。 【3】长度:长度表示它后面有多少个字节，即单元标识符、功能码、数据这三个部分 的字节个数，长度占用2个字节长度。 【4】单元标识符:单元标识符与从站地址是相似的，因为ModbusTCP去除了从站地址，所以在MBAP报文头中加入单元标识符，防止有些场合需要通过一个标识来区别不同的子设备，比如一个串口服务器。下挂了多个串口设备，那么就需要单元标识符来区别不同的串口设备，实际应用中单元标识符的值由服务器决定， 综合来看，ModbusTCP协议的通用报文格式如下所示:
事务处理标识符协议标识符长度单元标识符功能码数据2 bytes2 bytes2 bytes1 bytes1 bytesN bytes
下面针对常用的几个功能码进行详细讲解。
三、读取输出线圈
读取输出线圈发送报文格式如下：
事务/协议长度单元标识符功能码起始高起始低数量高数量低0x000000000x00060x010x010x000x130x000x1B
我们来分析一下这段发送报文: 【1】事务/协议:事务处理标识符和协议标识符都是用的固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是6个字节，因此长度是0x00 0x06 【3】单元标识符:单元标识符默认是0x01。 【4】功能码:0x01表示读取的是输出线圈存储区 【5】字节计数:0x04表示返回的数据总共有4个字节。 【6】字节1至字节4:返回的具体数据分别为0xCD0x6B、0xB2、0x05，这4个字节对应32个线值，前面的27个线圈值即对应00020-00046的值。客户端收到响应报文便获取到了自己要的数据，具体对应关系如下: 0xCD=11001101对应00027-00020 0x6B=01101011对应00035-00028 0xB2=10110010对应00043-00036 0x05=0000 0101对应00051-00044 至此，就完成了一次Modbus通信交互。
至于读取输入线圈，与读取输出线圈几乎一致，唯一的区别就是功能码从0x01变成了0x02，这里就不做过多势述了。
四、读取保存型寄存器
读取保持型寄存器发送报文格式如下：
事务/协议长度单元标识符功能码起始高起始低数量高数量低0x000000000x00060x010x030x000x6B0x000x02
这个与读取输出线圈是相似的，只不过这里的起始地址是寄存器地址。 我们来分析一下这段发送报文 【1】事务/协议:事务处理标识符和协议标识符都是用的固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是6个字节，因此长度是0x00 0x06， 【3】单元标识符:单元标识符默认是0x01。 【4】功能码:0x03表示读取的是保持型寄存器存储区。 【5】起始地址:十六进制0x00 0x6B对应十进制为107，表示从107号寄存器开始读取，这个107对应的Modbus地址为40108. 【6】寄存器数量:0x00 0x02对应十进制的2，表示读取寄存器数量为2。客户端发送这段报文是想要读取服务器保持型寄存器存储区，Modbus地址从40108-40109，共2个寄存器的数据值。
服务器响应报文格式如下:
事务/协议长度单元标识符功能码字节计数1高1低2高2低0x000000000x00070x010x030x040x000xC80x010x2C
我们再来分析一下这段响应报文: 【1】事务/协议:事务标识符服务器是复制发送报文的，是固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是7个字节，因此长度是0x00 0x07. 【3】单元标识符:单元标识符与发送报文一致: 【4】功能码:0x03表示这帧报文响应的是0x03功能码的报文。 【5】字节计数:0x04表示返回的数据总共有4个字节 【6】字节1至字节4:返回的具体数据分别为0x000xC8、0x01、0x2C，这4个字节对应2个保持型寄存器的值，即对应40108-40109的值。客户端收到响应报文便获取到了自己要的数据，具体对应关系如下:
0x00 0xC8对应40108的值，16进制的0x000xC8对应十进制的200 0x01 0x2C对应40109的值，16进制的0x010x2C对应十进制的300
读取输入寄存器，与读取保持型寄存器报文格式几乎一致，唯一的区别就是功能码从0x03变成了0x04，这里就不做过多赘述了
五、预置单线圈
我们对0x05功能码预置单线圈进行说明，发送报文格式如下:
事务/协议长度单元标识符功能码线圈高线圈低断通标志断通标志0x000000000x00060x010x050x000xAC0xFF0x00
我们来分析一下这段发送报文: 【1】事务/协议:事务处理标识符和协议标识符都是用的固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是6个字节，因此长度是0x00 0x06。 【3】单元标识符:单元标识符默认是0x01 【4】功能码:0x05表示写入单个输出线圈 【5】线圈地址:十六进制0x00 0x1A对应十进制为26表示写入26号线圈，这个26对应的Modbus地址为00027 【6】断通标志:0xFF 0x00表示置位，就是将该线圈状态设置为True。 这段发送报文表示的含义是客户端想要将服务器输出线存储区，Modbus地址00027这个线置为True: 接收报文格式如下:
事务/协议长度单元标识符功能码线圈高线圈低断通标志断通标志0x000000000x00060x010x050x000xAC0xFF0x00
预置单线圈接收报文与发送报文一致，原报文返回。
六、预置单寄存器
我们对0x06功能码预置单寄存器进行说明，发送报文格式如下:
事务/协议长度单元标识符功能码寄存器高寄存器低写入值写入值0x000000000x00060x010x060x000x100x030x00
【1】事务/协议:事务处理标识符和协议标识符都是用的固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是6个字节，因此长度是0x00 0x06。 【3】单元标识符:单元标识符默认是0x01 【4】功能码:0x06表示写入单个保持型寄存器 【5】寄存器地址:十六进制0x00 0x10对应十进制为16，表示写入16号寄存器，这个16对应的Modbus地址为40017。 【6】写入值:16进制0x03 0x00对应十进制768，就是将该寄存器的值设置为768。 这段发送报文表示的含义是主站想要将1号从站保持型寄存器存储区，Modbus地址 40017这个寄存器的值修改为768。 接收报文格式如下:
事务/协议长度单元标识符功能码寄存器高寄存器低写入值写入值0x000000000x00060x010x060x000x100x030x00
预置单寄存器接收报文与发送报文一致，原报文返回。
七、预置多线圈
0x0F功能码预置多线圈发送报文格式如下：
事务/协议长度单元标识符功能码起始数量字节数写入值0x000000000x00090x01OxOF0x000 x130x00 0x0A0x020x0F03
我们来分析一下这段发送报文: 【1】事务/协议:事务处理标识符和协议标识符都是用的固定值0x00 0x00。 【2】长度:单元标识符、功能码、数据部分总共是6个字节，因此长度是0x00 0x06。 【3】单元标识符:单元标识符默认是0x01 【4】功能码:0x0F表示写入多个输出线圈 【5】起始地址:十六进制0x00 0x13对应十进制为19.表示从19号线圈开始写入，这个19对应的Modbus地址为00020。 【6】数量:十六进制0x000x0A对应一进制为10，表示连续写入10个线圈，Modbus地址从00020到00029。 【7】写入值:0x0F 0x03表示写入的两个字节，第一个字节对应前8个线圈，第二个字节 对应后面的线圈。 这段发送报文表示客户端想要对服务器输出线圈存储区，从Modbus地址00020开始的10个线值进行修改，0x0F对应二进制00001111，对应前8个线，就是将00020-00027写入11110000，0x03对应一进制00000011，对应后面的线圈，也就是将00028-00029写入11。
接收报文格式如下：
事务/协议长度单元标识符功能码起始数量0x000000000x00060x01OxOF0x000 x130x00 0x0A
预置多输出线圈接收报文是在发送报文基础上除去字节数及写入值。
结束语
加油！