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益陽(yáng)市-?如何正確計(jì)算Modbus RTU消息的CRC?

發(fā)布時(shí)間:2023-12-13 瀏覽量:23241

Modbus通訊協(xié)議是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的通訊協(xié)議,其重要性不言而喻。在Modbus協(xié)議中,RTU(遠(yuǎn)程終端單元)格式是最常見(jiàn)的消息傳輸格式之一。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院蜏?zhǔn)確性,Modbus RTU消息通常會(huì)進(jìn)行CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))計(jì)算。

Modbus RTU協(xié)議簡(jiǎn)介


?如何正確計(jì)算Modbus RTU消息的CRC?

ModbusRTU協(xié)議采用主/從架構(gòu),基于串行通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RTU格式的消息包括地址、功能碼、數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼等部分。其中,地址用于標(biāo)識(shí)從設(shè)備,功能碼表示請(qǐng)求或響應(yīng)的類型,數(shù)據(jù)字段包含所需傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù),而校驗(yàn)碼則用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

Modbus RTU消息的結(jié)構(gòu)如下:

地址字段:1個(gè)字節(jié),用于標(biāo)識(shí)從設(shè)備的地址;

功能碼字段:1個(gè)字節(jié),表示請(qǐng)求或響應(yīng)的類型;

數(shù)據(jù)字段:可變長(zhǎng)度,根據(jù)具體需求而定;

CRC校驗(yàn)碼:2個(gè)字節(jié),用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

Modbus RTU消息CRC計(jì)算的必要性

在Modbus RTU消息傳輸過(guò)程中,由于通信鏈路可能受到各種干擾因素的影響,可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性,需要對(duì)RTU消息進(jìn)行CRC計(jì)算。CRC作為一種常用的消息校驗(yàn)方法,可以有效地檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中引入的錯(cuò)誤,從而保障通信的可靠性。

Modbus RTU消息CRC計(jì)算方法

Modbus RTU消息通常采用CRC-16算法進(jìn)行CRC計(jì)算。CRC-16算法基于多項(xiàng)式計(jì)算,利用初始值和異或運(yùn)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終得到校驗(yàn)碼。以下是CRC-16計(jì)算方法的步驟:

將消息數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位進(jìn)行處理;

選擇一個(gè)多項(xiàng)式(例如0x1021),并給出一個(gè)初始值(通常為0xFFFF);

對(duì)每個(gè)字節(jié)進(jìn)行處理,采用位移和異或運(yùn)算計(jì)算校驗(yàn)值;

將得到的校驗(yàn)值與初始值進(jìn)行異或運(yùn)算,得到最終的CRC值。

在計(jì)算過(guò)程中,每個(gè)字節(jié)都會(huì)按照預(yù)設(shè)的多項(xiàng)式進(jìn)行位移和異或運(yùn)算,最終得到的CRC值將作為RTU消息的校驗(yàn)碼。在接收端,可以通過(guò)同樣的方法對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),以確保數(shù)據(jù)的完整性。

Modbus協(xié)議在串行鏈路上的報(bào)文格式如下所示:

?如何正確計(jì)算Modbus RTU消息的CRC?

Modbus RTU消息CRC計(jì)算的實(shí)例

以下通過(guò)兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何正確計(jì)算Modbus RTU消息的CRC:

實(shí)例1:計(jì)算包含數(shù)據(jù)的Modbus RTU消息的校驗(yàn)值假設(shè)有一個(gè)Modbus RTU消息,其地址字段為0x01,功能碼為0x03(讀多個(gè)保持寄存器),數(shù)據(jù)字段包含兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(0x1234和0x5678),那么如何計(jì)算該消息的CRC校驗(yàn)值呢?

首先,將地址、功能碼和數(shù)據(jù)字段合并成一個(gè)字節(jié)序列,然后按照上述步驟進(jìn)行CRC計(jì)算。假設(shè)選擇的初始值為0xFFFF,多項(xiàng)式為0x1021,那么最終得到的CRC校驗(yàn)碼為0x5B77。將該校驗(yàn)碼添加到消息的末尾,即可完成Modbus RTU消息的CRC計(jì)算。

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