10.1.1 H5U与MODBUS串口助手通信
这节微课我们主要学习MODBUS串口通信原理以及H5U与MODBUS串口助手通信方法。
通过本节课程的学习，你会了解MODBUS串口通信的基本原理；掌握H5U MODBUS串口通信参数的配置方法；掌握H5U与电脑串口助手的通信流程。
01 MODBUS串口通信原理
1、MODBUS串口通信简介
MODBUS协议是工业总线中应用最广泛的数据交换标准协议，用于实现工业自动化中各类产品之间的通信。MODBUS协议支持串口通信和以太网通信，本节课程我们主要学习MODBUS串口通信。
MODBUS串口传输模式包括：MODBUS-RTU和MODBUS-ASC，所有支持MODBUS协议的设备必须要支持RTU模式，而ASC模式是非必须选项。
MODBUS通信协议是一个主从协议，总线中的设备分为主站和从站，串口总线中包括1个主站和多个从站。设备通信时由主站发送读写命令并处理从站相应的数据帧，从站在没有接收到主站的请求时不主动发送数据，也不会主动与其他从站通信。
MODBUS通信主要有如图所示的两种模式，单播模式和广播模式。单播模式是指主站向某一个从站一对一发送请求帧，从站接受并返回响应帧。广播模式是指主站同时向网络中的所有从站发送请求，所有从站都可以接受主站的请求帧，但是不发出响应帧。
2、MODBUS功能码介绍
MODBUS通过不同的功能码来实现总线中主从站之间不同数据类型的访问，H5U支持的功能码如表格所示。接下来介绍几个比较常用的功能码，01功能码表示读线圈，一次最多能读取2000个线圈；03功能码表示读取多个寄存器，一次最多能读取125个寄存器；15功能码表示写多个线圈，一次最多可以写1968个线圈；16功能码表示写多个寄存器，一次最多可以写123个寄存器。
H5U中线圈为位元件，为bool类型，占1个比特内存；寄存器为字元件，为int类型，占16比特内存，等同于16个位元件。
3、MODBUS主从站数据帧结构
MODBUS主从站单播模式通信时，由主站向目标从站发送请求帧，从站接收到完整的数据帧后，向主站发送响应帧。如果主站请求帧结构正确完整，则从站正确响应，如果主站发送的数据帧异常，则从站发送异常响应。注意：从站发送响应帧的前提是主站请求帧结构完整，如果遇到从站不响应的情况，排除从站未上电之后，应该判断通信参数是否有误，或者环境干扰导致从站从站没有接收到完整的数据帧。
MODBUS帧结构如左下图所示，包括地址域、功能码、数据以及CRC校验。地址域及从站的站号，同一个网络中从站站号不能重复；功能码表示该条数据帧所要读取的数据类型；数据是指所要访问的数据地址、数量及读写内容；CRC校验是MODBUS协议使用较多的数据校验方法，用于从站检验数据帧的完整性和正确性。我们以01功能码为例对MODBUS数据帧结构进行解析，如右下图所示。
异常响应功能码为请求功能码+0x80，异常码分别表示：01（非法功能）,02（非法数据地址）,03（非法数据值）,04（从站功能故障）
02 H5U MODBUS串口通细腻参数配置
1、MODBUS串口通信参数
MODBUS串口通信参数包括：波特率、数据长度、奇偶校验位和停止位，设备作为从站时，还需要配置从站的站号。H5U默认的通信参数为：9600-8位-无校验-2位停止位。H5U作为主站时，最多可以接31个从站。MODBUS串口总线中，所有设备的通信参数与需要保持一致，如果1个从站的参数不一致，可能导致整个总线网络无法正常通信。
2、H5UMODBUS串口通信参数配置流程
新建H5U工程，在左侧工程菜单栏-配置中选择COM选项，双击打开MODBUS串口配置界面，H5U支持MODBUS自由协议、MODBUS-RTU以及MODBUS-ASC。在配置界面选择合适的通信参数，下载到PLC即可实现通信。如果H5U配置为主站，则需要进行主站通信配置。选择COM，右键新建MODBUS配置，双击打开配置表，如图所示，在可视化表格中配置功能码、数据地址、数量等信息。H5U可视化配置表格极大的简化了MODBUS通信配置流程，方便了用户操作。
03 H5U与MODBUS串口助手通信
1、MODBUS串口助手介绍
MODBUS串口助手是通过电脑模拟MODBUS主站或者从站，与其他设备进行通信。Modbus Poll主站模拟助手用来模拟主站，可以与多个从站设备进行通信；Modbus Slave用于模拟从站，同一台电脑可以建立多个模拟从站，与主站设备进行通信。主从站串口助手的通信参数配置界面分别如图所示，主从站配置内容基本相同，参数配置完成后即可进行通信配置。
串口助手主从站通信配置界面如图所示，主要设置从站站号、访问类型、数据地址等参数。
