?當使用Modbus作為通信協(xié)議時，有許多不同的解釋、術語和標簽來說明如何訪問各種設備中的不同類型的數(shù)據(jù)。有時，設備手冊只會提到支持的Modbus功能代碼以及這些功能代碼在哪個范圍內(nèi)可用。愛陸通幫助您了解modbus通訊協(xié)議功能碼。

Modbus的功能代碼(FC)是使用特定代碼的Modbus請求，在告知Modbus從設備訪問何種類型的內(nèi)存（如保持寄存器、輸入線圈等）以及對該內(nèi)存執(zhí)行何種操作（如讀取或寫入）方面起作用。下面的表格列出了TOPServerModbusSuite中包含的所有Modbus驅動程序用于通信的特殊Modbus功能代碼：

根據(jù)您在客戶端應用程序中讀取或寫入的地址類型（保持寄存器、內(nèi)部寄存器、輸入線圈或輸出線圈），這將決定TOP服務器Modbus驅動程序在處理您的實際協(xié)議請求時所使用的特定功能代碼設備。

在TOP服務器的Modbus驅動程序中，還有一些特別的設置，可以增加設備中不同Modbus實現(xiàn)的靈活性。我們稍后會介紹這些設置。

此外，在本文中沒有詳細介紹，但TOP服務器的Modbus靈活性進一步增強，可以支持特定的非標準驅動程序中的Modbus變體，例如EnronModbus、OMNIFlow、LufkinELAM、HoneywellUDC甚至基于YaskawaMemobus的驅動程序。

如何將Modbus功能代碼與尋址進行對應？

就像我們之前提到的那樣，當我們討論Modbus協(xié)議和訪問特定數(shù)據(jù)位置（或內(nèi)存類型）時，一般有四種不同類型的Modbus地址：

保持寄存器是一個具有讀寫訪問權限的16位（模擬）地址，地址范圍在4xxxxx。

內(nèi)部寄存器是一種16位（模擬）地址寄存器，只能進行只讀訪問。

輸入線圈是一種具有只讀訪問權限的地址，該地址為1位（布爾）的1xxxxx。

輸出線圈是一種具有讀/寫訪問權限的位（布爾）地址，其地址為0xxxxx。

前一次我們曾經(jīng)討論過，設備文檔并不總是提供Modbus地址詳細列表，按照地址類型（例如4xxxx或保持寄存器）進行分類。

所以，因為我們正在更加詳細地討論Modbus功能碼，我們需要根據(jù)特定地址的內(nèi)存類型以及其讀寫能力來討論Modbus地址范圍。

這兩個因素決定了在向設備發(fā)送請求時所使用的Modbus功能代碼。現(xiàn)在我們來討論每個功能代碼以及它們對應的地址和功能的執(zhí)行。

Modbus功能碼1，以十六進制表示為0x01。

當需要讀取一個或多個（最多2000個）輸出線圈或0xxxxx類型的離散/布爾地址時，TOP服務器將使用該功能代碼。

在此列表下方，您將看到對功能代碼5和15的支持，即讀取和寫入訪問的線圈。

Modbus功能碼2表示讀取離散輸入，用十六進制表示為0x02。

當需要讀取多個（每次最多2000個）輸入線圈或1xxxxx類型的離散/布爾地址中的一個時，TOP服務器使用這個功能代碼。

在Modbus設備中，輸入線圈是只讀的，這意味著您無法使用功能代碼來寫入1xxxxx類型的地址。

Modbus功能代碼3（十六進制0x03）

當需要讀取一個或多個保持寄存器或4xxxxx類型的模擬地址時，TOP服務器會使用該功能代碼。每次最多可以讀取125個地址。

您可以使用功能代碼3來訪問保持寄存器中的不同位。只需在末尾加上一個.x的語法，其中x表示您想要讀取的寄存器中的位（例如，400001.0表示訪問保持寄存器偏移1的位0）。

由于保持寄存器在大多數(shù)支持Modbus的設備中是最常見的內(nèi)存類型，因此Modbus功能代碼3可能是最廣泛使用的功能代碼。

同時，寄存器保持了讀/寫訪問的狀態(tài)，因此您可以在列表底部找到對功能代碼6和16的支持。

Modbus的功能代碼4，也表示為十六進制的0x04。

當需要讀取一個或多個（一次最多125個）內(nèi)部寄存器或3xxxxx類型的模擬地址時，TOP服務器會使用這個功能代碼。

除了保持寄存器，我們還可以使用功能碼4訪問內(nèi)部寄存器中的各個位。例如，我們可以使用4*u,e,300004.2來獲取基于1與0的位尋址的信息寄存器中的內(nèi)容。

在Modbus設備中，與輸入線圈類似，內(nèi)部寄存器也是只讀的。因此，您不會找到專門用于寫入3xxxxxx類型地址的功能代碼。

備注：是的，如果您留意到，F(xiàn)C3是用于訪問4xxxxx地址的，而FC4是用于訪問3xxxxx地址的，就好像FC1用于訪問0xxxxx地址，而FC2用于訪問1xxxxx地址一樣——這些并非打印錯誤。

Modbus的功能代碼5為十六進制0x05。

在寫入單個輸出線圈（0xxxxx）時，TOP服務器使用的是此功能代碼，也被稱為“強制”線圈。

Modbus功能碼6(十六進制0x06)

當TOP服務器寫入單個保持寄存器（4xxxxx）時，會使用此功能代碼，該寄存器也被稱為“預置”寄存器。

Modbus通信協(xié)議的功能碼是Modbus功能代碼15（十六進制0x0F）。

當在TOP服務器寫入多個輸出線圈（0xxxxx）時，通常會使用此功能代碼。不過，現(xiàn)在很多設備僅支持FC15對輸出線圈進行單次和多次寫入的情況，并且這種情況并不少見。

為了應對這種情況，TOP服務器的Modbus驅動程序增加了一個特殊設置項，可以禁用"Modbus功能05"。當此設置被禁用時，驅動程序將僅使用FC15指令來對輸出線圈進行寫入操作。

十六進制代碼為0x10的功能代碼16

此功能代碼用于TOP服務器在寫入（預設）多個保持寄存器(4xxxxx)時的操作。與FC15相似，設備制造商通常只支持FC16，可用于單次和多次寫入保持寄存器的情況，這是一種更經(jīng)濟的實現(xiàn)方式，只需要添加對一個與兩個功能代碼的支持。

為了解決這個問題，TOP服務器Modbus驅動程序還有一個設置選項，可以讓您禁用“Modbus功能06”。這樣一來，當您禁用該選項時，驅動程序將只使用FC16來進行對保持寄存器的所有寫入操作。

Modbus功能碼22（十六進制0x16）

這個功能是專為保持寄存器(4xxxxx)中的位寫入而設計的，它僅適用于單個事務。默認情況下，在TOP服務器的Modbus驅動程序設備屬性中是禁用的，因為許多Modbus設備不支持FC22，可以選擇支持其他方法。

另一種方法是默認且常用的方式，即對于保持在寄存器中的位進行讀取、修改和寫入操作。

當客戶端應用程序向保持寄存器寫入位時，會出現(xiàn)以下情況：

正如您所料，這種常用的方法存在一些風險，尤其是當您的Modbus設備中的寄存器值經(jīng)常發(fā)生變化時。進行讀取/修改/寫入操作可能會導致位被更改為不正確的狀態(tài)，因為之前的更改操作可能還沒有完成所需的時間。

舉個例子，假設我們正在對400001的第1位進行讀取/修改/寫入操作。如果在操作開始時第2位是“打開”的狀態(tài)，但在寫入之前已切換為“關閉”，那么它將再次錯誤地被“打開”。

FC22的設計目標是通過直接修改保持寄存器中的特定位來規(guī)避潛在風險，同時保持其余位不受影響。然而，使用FC22需要確保實際的Modbus從設備支持該功能，而這種情況并非普遍存在。

所以，請確保您的設備是否真的支持FC22。如果支持，在TOP服務器的Modbus驅動程序的設備屬性中，您可以啟用“HoldingRegisterBitWrites”選項。

TOP服務器將會執(zhí)行一個FC3讀取，讀取整個寄存器。

接著，驅動程序僅修改出問題的位（這將改變保持寄存器16位值的整體值）。

然后根據(jù)設備的支持以及特殊設置的描述，將經(jīng)過修改的16位值寫回Modbus從設備，可以使用FC6或16功能碼。

因此，該函數(shù)的作用是確定正在訪問的內(nèi)存類型以及其讀寫操作。然而，該功能代碼與Modbus請求中的其他信息一起使用，這些信息包括所謂的偏移量。

如何將偏移尋址與Modbus功能碼結合使用？

TOPServerModbusSuite驅動程序可以支持多種不同類型的內(nèi)存地址范圍：

注冊賬號為：400001-465536

內(nèi)部存儲器的地址段為300001到365536。

請?zhí)峁┮粋€從100001到165536的輸入線圈編號范圍。

輸出線圈的編號從000001到065536。

我們支持的是1到65,536范圍內(nèi)所有內(nèi)存類型的偏移值。但是，關于偏移值的定義是什么呢？

通常情況下，解釋偏移量的方法是根據(jù)地址的首位數(shù)字（4、3、1或0）來確定驅動程序訪問的是哪種類型的內(nèi)存。首位數(shù)字后面的所有內(nèi)容構成了偏移量，表示你所關注的特定內(nèi)存地址在該內(nèi)存類型中的位置。

在Modbus文件中記錄了保持寄存器的偏移量。TOP服務器聲稱它能夠支持以下偏移量：400140000140001400001。

在Modbus請求中，Modbus功能代碼和偏移量一起運作，它們用于指示設備返回或修改特定信息。

尋址Modbus可以采用兩種方式，分別是從零開始和從一開始。

零尋址是指設備的寄存器地址從0開始遞增，第一個寄存器的地址為0，第二個為1，以此類推。

一尋址是指設備的寄存器地址從1開始編號，第一個寄存器的地址為1，第二個為2，依次遞增。

對于Modbus通信協(xié)議，可以使用兩種不同的尋址方式，具體選擇哪一種方式取決于設備的要求和用戶的使用習慣。

當討論基于偏移的Modbus尋址時，還有一個關鍵的細節(jié)是設備是否支持零或一作為起始地址。最初，零作為起始地址是Modbus的預期實現(xiàn)方式。然而，隨著時間的推移和Modbus作為一種廣泛采用的開放協(xié)議，一些設備制造商引入了一種名為one-based尋址的概念。

從零開始進行尋址是指在訪問內(nèi)存類型時，第一個偏移量為零。例如，如果您想要訪問寄存器400001，那么在Modbus協(xié)議中的請求將是FC3，并且其偏移量為0。類似地，當訪問寄存器400002時，請求將是偏移量為1的FC3，以此類推。

因此，一些制造商采用了一種名為基于一的尋址的實現(xiàn)方式。在這種方式下，從1開始進行尋址，偏移量與實際地址請求保持對齊。舉個例子，如果您要求使用寄存器1，那么請求仍然使用FC3，但偏移量為1。同樣地，400002將請求FC3，但偏移量為2，以此類推。這種方法更加“友好”于用戶。

然而，了解這一點非常重要，因為有些設備支持從0開始尋址，而其他設備支持從1開始尋址。TOP服務器的Modbus驅動程序有一個可配置的設置，可以指定您的Modbus從設備所支持的實現(xiàn)方式。

Modbus規(guī)范的默認設置是啟用“基于零的尋址”。如果禁用此設置，驅動程序將使用基于1的尋址。請確保始終使用正確的設置，以免顯示的值為設備中的錯誤地址。

舉一個例子，假設您讀取到了值400001，與您預期的值相比，它被認為是一個“錯誤”的值。在這種情況下，請檢查一下與400001相鄰的寄存器的值。如果確實相鄰，您需要將寄存器的尋址方式從1換為從零開始（反之亦然）。

另外，還有一種基于1或基于0的位尋址方式可供選擇。默認情況下，TOPServerModbus驅動程序支持從零開始的位尋址，因為這是Modbus規(guī)范的默認設置。這就意味著位的尋址范圍是從0到15。

使用1位尋址，可以從1到16位進行尋址，這對于處理16位數(shù)據(jù)更加直觀自然。此外，根據(jù)您的設備支持情況，TOPServerModbus驅動程序具有可配置的設置。

為了確保準確訪問位值，您在TOPServer中選擇的位尋址方法必須與設備支持的尋址方式相一致。如果設置錯誤，可能會導致訪問到錯誤的位值。該設置允許您啟用0-15位的訪問或禁用1-16位的訪問。

為確認制造商所支持的方法，請持續(xù)查閱制造商的文件或與其進行交流。若發(fā)現(xiàn)某選項因錯誤設置為“開啟”而實際所需為“關閉”，或相反情況，則可能需切換該設置。

Modbus具有許多獨特的特點，這是由于它是一個非常成熟和廣泛使用的開放協(xié)議。一個靈活的Modbus主站，例如TOP服務器，提供了一系列可配置的選項，以與各種制造商的Modbus從站配合使用，以實現(xiàn)最大的兼容性。