Modbus通訊協議是一種廣泛應用于工業自動化領域的通訊協議，其重要性不言而喻。在Modbus協議中，RTU（遠程終端單元）格式是最常見的消息傳輸格式之一。為了保證數據傳輸的完整性和準確性，Modbus RTU消息通常會進行CRC（循環冗余校驗）計算。

Modbus RTU協議簡介

ModbusRTU協議采用主/從架構，基于串行通信鏈路進行數據傳輸。RTU格式的消息包括地址、功能碼、數據和校驗碼等部分。其中，地址用于標識從設備，功能碼表示請求或響應的類型，數據字段包含所需傳輸的實際數據，而校驗碼則用于檢測數據傳輸過程中可能出現的錯誤。

Modbus RTU消息的結構如下：

地址字段：1個字節，用于標識從設備的地址；

功能碼字段：1個字節，表示請求或響應的類型；

數據字段：可變長度，根據具體需求而定；

CRC校驗碼：2個字節，用于檢測數據傳輸的完整性。

Modbus RTU消息CRC計算的必要性

在Modbus RTU消息傳輸過程中，由于通信鏈路可能受到各種干擾因素的影響，可能會導致數據傳輸出現錯誤。為了確保數據的完整性和準確性，需要對RTU消息進行CRC計算。CRC作為一種常用的消息校驗方法，可以有效地檢測出數據傳輸過程中引入的錯誤，從而保障通信的可靠性。

Modbus RTU消息CRC計算方法

Modbus RTU消息通常采用CRC-16算法進行CRC計算。CRC-16算法基于多項式計算，利用初始值和異或運算對數據進行處理，最終得到校驗碼。以下是CRC-16計算方法的步驟：

將消息數據以字節為單位進行處理；

選擇一個多項式（例如0x1021），并給出一個初始值（通常為0xFFFF）；

對每個字節進行處理，采用位移和異或運算計算校驗值；

將得到的校驗值與初始值進行異或運算，得到最終的CRC值。

在計算過程中，每個字節都會按照預設的多項式進行位移和異或運算，最終得到的CRC值將作為RTU消息的校驗碼。在接收端，可以通過同樣的方法對接收到的數據進行校驗，以確保數據的完整性。

Modbus協議在串行鏈路上的報文格式如下所示：

Modbus RTU消息CRC計算的實例

以下通過兩個實例來說明如何正確計算Modbus RTU消息的CRC：

實例1：計算包含數據的Modbus RTU消息的校驗值假設有一個Modbus RTU消息，其地址字段為0x01，功能碼為0x03（讀多個保持寄存器），數據字段包含兩個字節的數據（0x1234和0x5678），那么如何計算該消息的CRC校驗值呢？

首先，將地址、功能碼和數據字段合并成一個字節序列，然后按照上述步驟進行CRC計算。假設選擇的初始值為0xFFFF，多項式為0x1021，那么最終得到的CRC校驗碼為0x5B77。將該校驗碼添加到消息的末尾，即可完成Modbus RTU消息的CRC計算。