在工業自動化和控制系統中，Modbus RTU通訊協議以其高效、穩定的特點，成為連接各種智能設備的橋梁。功能碼作為Modbus RTU協議的核心組成部分，負責實現主站與從站之間的各種數據操作和控制。

一、概述Modbus RTU通訊協議

Modbus RTU是一種基于串行通信的Modbus協議變種，廣泛應用于工業自動化和控制系統。它采用二進制表示數據，并通過RS-485或RS-232等物理接口進行通信。Modbus RTU協議結構清晰，主要包括設備地址、功能碼、數據以及校驗和等部分，這些元素共同構成了Modbus RTU通訊協議的基礎。

二、Modbus功能碼詳解

功能碼在Modbus RTU通訊協議中扮演著至關重要的角色，它定義了主站與從站之間可以執行的操作類型。下面我們將對常見的功能碼進行詳細介紹。

讀取（讀）功能碼

讀取功能碼主要用于從從站設備中獲取數據。其中，功能碼03用于讀取保持寄存器中的數據，這些寄存器通常用于存儲從站設備的狀態或配置信息。功能碼04則用于讀取輸入寄存器中的數據，這些寄存器通常用于反映從站設備的實時輸入狀態。

寫入（寫）功能碼

寫入功能碼主要用于向從站設備發送數據。功能碼06用于向單個保持寄存器寫入數據，而功能碼16則用于向多個保持寄存器寫入數據。這些寫入操作允許主站設備對從站設備的狀態或配置進行遠程修改。

狀態控制功能碼

狀態控制功能碼主要用于控制從站設備的狀態。功能碼05用于寫單個線圈，通常用于控制從站設備的開關狀態。功能碼15則用于寫多個線圈，允許多個狀態控制操作的批量執行。

對角色的請求和響應

在Modbus RTU通訊協議中，主站負責發起請求，而從站則根據請求中的功能碼執行相應的操作并返回響應。主站發送的請求中包含了目標從站的地址、功能碼以及數據等信息，而從站返回的響應則包含了執行結果或請求的數據。這種請求-響應機制確保了主站與從站之間的數據交互能夠正確無誤地進行。

三、Modbus功能碼使用注意事項

在使用Modbus功能碼時，需要注意以下幾點：

首先，不同的功能碼具有不同的使用限制和條件。例如，某些功能碼可能只適用于特定的從站設備或特定的數據類型。因此，在選擇功能碼時，需要確保其與實際應用場景相匹配。

其次，功能碼的使用也需要考慮其優缺點。不同的功能碼在數據傳輸速度、數據安全性等方面可能存在差異。因此，在選擇功能碼時，需要綜合考慮實際應用需求和性能要求。

最后，為了確保通信的穩定性和安全性，還需要注意遵循Modbus RTU通訊協議的相關規定和標準，正確配置通信參數和設備地址等信息。

四、實際應用中的Modbus功能碼

在實際應用中，Modbus功能碼廣泛應用于工業自動化控制系統、數據采集系統以及智能設備等領域。例如，在工業控制系統中，主站設備可以通過Modbus RTU協議讀取從站設備的狀態信息或控制其執行相應的操作；在數據采集系統中，Modbus功能碼可以用于從傳感器等設備中讀取實時數據并傳輸到上位機進行分析處理；此外，Modbus功能碼還可以用于智能設備的遠程監控和維護等操作。

隨著工業自動化和智能化水平的不斷提升，Modbus功能碼的擴展應用也在不斷涌現。例如，一些廠商推出了支持更多功能碼和更高通信速率的Modbus RTU變種協議，以滿足更復雜、更高效的通信需求。

兩種不同的格式：Modbus RTU 和 Modbus ASCII

Modbus標準協議有兩個不同版本：ASCII Modbus和Modbus RTU。Modbus RTU版本更為簡潔，采用二進制通信。每個消息都帶有一個循環冗余校驗和，用于檢測傳輸中的錯誤。

另一種形式是 Modbus ASCII 協議。這種方式更為冗長，采用ASCII字符，以便于操作員閱讀。數據傳輸后采用垂直冗余校驗作為校驗和。在這兩種版本中，ASCII 是相對較低安全的。

考慮到它相對于 RTU 變種的效率較低，運營商應避免將其作為首選選擇。只有在需要將數據傳輸到不支持 RTU 格式的設備時才使用 Modbus ASCII。