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‌如何正确计算Modbus RTU消息的CRC?

发布时间:2023-12-13 浏览量:6194

Modbus通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通讯协议,其重要性不言而喻。在Modbus协议中,RTU(远程终端单元)格式是最常见的消息传输格式之一。为了保证数据传输的完整性和准确性,Modbus RTU消息通常会进行CRC(循环冗余校验)计算。

Modbus RTU协议简介


‌如何正确计算Modbus RTU消息的CRC?

ModbusRTU协议采用主/从架构,基于串行通信链路进行数据传输。RTU格式的消息包括地址、功能码、数据和校验码等部分。其中,地址用于标识从设备,功能码表示请求或响应的类型,数据字段包含所需传输的实际数据,而校验码则用于检测数据传输过程中可能出现的错误。

Modbus RTU消息的结构如下:

地址字段:1个字节,用于标识从设备的地址;

功能码字段:1个字节,表示请求或响应的类型;

数据字段:可变长度,根据具体需求而定;

CRC校验码:2个字节,用于检测数据传输的完整性。

Modbus RTU消息CRC计算的必要性

在Modbus RTU消息传输过程中,由于通信链路可能受到各种干扰因素的影响,可能会导致数据传输出现错误。为了确保数据的完整性和准确性,需要对RTU消息进行CRC计算。CRC作为一种常用的消息校验方法,可以有效地检测出数据传输过程中引入的错误,从而保障通信的可靠性。

Modbus RTU消息CRC计算方法

Modbus RTU消息通常采用CRC-16算法进行CRC计算。CRC-16算法基于多项式计算,利用初始值和异或运算对数据进行处理,最终得到校验码。以下是CRC-16计算方法的步骤:

将消息数据以字节为单位进行处理;

选择一个多项式(例如0x1021),并给出一个初始值(通常为0xFFFF);

对每个字节进行处理,采用位移和异或运算计算校验值;

将得到的校验值与初始值进行异或运算,得到最终的CRC值。

在计算过程中,每个字节都会按照预设的多项式进行位移和异或运算,最终得到的CRC值将作为RTU消息的校验码。在接收端,可以通过同样的方法对接收到的数据进行校验,以确保数据的完整性。

Modbus协议在串行链路上的报文格式如下所示:

‌如何正确计算Modbus RTU消息的CRC?

Modbus RTU消息CRC计算的实例

以下通过两个实例来说明如何正确计算Modbus RTU消息的CRC:

实例1:计算包含数据的Modbus RTU消息的校验值假设有一个Modbus RTU消息,其地址字段为0x01,功能码为0x03(读多个保持寄存器),数据字段包含两个字节的数据(0x1234和0x5678),那么如何计算该消息的CRC校验值呢?

首先,将地址、功能码和数据字段合并成一个字节序列,然后按照上述步骤进行CRC计算。假设选择的初始值为0xFFFF,多项式为0x1021,那么最终得到的CRC校验码为0x5B77。将该校验码添加到消息的末尾,即可完成Modbus RTU消息的CRC计算。

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