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中衛(wèi)市-?如何正確計算Modbus RTU消息的CRC?

發(fā)布時間:2023-12-13 瀏覽量:22740

Modbus通訊協(xié)議是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(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(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院蜏蚀_性,Modbus RTU消息通常會進行CRC(循環(huán)冗余校驗)計算。

Modbus RTU協(xié)議簡介


?如何正確計算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)和校驗碼等部分。其中,地址用于標識從設(shè)備,功能碼表示請求或響應(yīng)的類型,數(shù)據(jù)字段包含所需傳輸?shù)膶嶋H數(shù)據(jù),而校驗碼則用于檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯誤。

Modbus RTU消息的結(jié)構(gòu)如下:

地址字段:1個字節(jié),用于標識從設(shè)備的地址;

功能碼字段:1個字節(jié),表示請求或響應(yīng)的類型;

數(shù)據(jù)字段:可變長度,根據(jù)具體需求而定;

CRC校驗碼:2個字節(jié),用于檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

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(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯誤。為了確保數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)以字節(jié)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(jié)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(jié)都會按照預(yù)設(shè)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(shù)據(jù)進行校驗,以確保數(shù)據(jù)的完整性。

Modbus協(xié)議在串行鏈路上的報文格式如下所示:

?如何正確計算Modbus RTU消息的CRC?

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(shù)據(jù)的Modbus RTU消息的校驗值假設(shè)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(shù)據(jù)字段包含兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)(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(shù)據(jù)字段合并成一個字節(jié)序列,然后按照上述步驟進行CRC計算。假設(shè)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。

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