C# Modbus通信从入门到精通（3）——Modbus RTU（0x01功能码）

**C# Modbus通信从入门到精通（3）——Modbus RTU（0x01功能码）**

在前两篇文章中，我们已经介绍了Modbus协议的基本概念、Modbus ASCII和Modbus RTU协议的区别，以及如何使用C#实现Modbus TCP/IP通信。今天我们将重点讨论Modbus RTU协议，特别是0x01功能码。

**什么是Modbus RTU**

Modbus RTU（Remote Terminal Unit）是一种基于RS-485或RS-422物理层的Modbus协议，它在数据传输方面比Modbus ASCII更有效率。Modbus RTU使用CRC-16校验来确保数据的准确性。

**0x01功能码**

0x01功能码是Modbus RTU协议中最常用的功能码之一，用于读取单个寄存器或多个寄存器的值。下面是0x01功能码的基本结构：

| 位序 | 名称 | 值 |
| --- | --- | --- |
|1-8 | 功能码 |0x01 |
|9-16 | 起始地址 |4字节 |
|17-24 | 数据长度 |2字节 |

**C#实现Modbus RTU通信**

下面是使用C#实现Modbus RTU通信的示例代码：

csharpusing System;
using System.Net.Sockets;

public class ModbusRTU{
 public static void Main(string[] args)
 {
 // 设定Modbus设备IP地址、端口号和功能码 string ipAddress = "192.168.1.100";
 int portNumber =9600;
 byte functionCode =0x01;

 // 设定起始地址和数据长度 uint startAddress =0x0000;
 ushort dataLength =2;

 // 创建Modbus设备对象 ModbusDevice device = new ModbusDevice(ipAddress, portNumber);

 try {
 //读取单个寄存器的值 byte[] data = device.ReadRegister(functionCode, startAddress, dataLength);
 Console.WriteLine("Read Register Value: " + BitConverter.ToUInt16(data,0).ToString());

 //读取多个寄存器的值 data = device.ReadRegisters(functionCode, startAddress, dataLength *2);
 for (int i =0; i < dataLength *2; i++)
 {
 Console.WriteLine("Register " + (i /2).ToString() + ": " + BitConverter.ToUInt16(data, i).ToString());
 }
 }
 catch (Exception ex)
 {
 Console.WriteLine("Error: " + ex.Message);
 }

 // 关闭Modbus设备对象 device.Close();
 }
}

public class ModbusDevice{
 private TcpClient _client;

 public ModbusDevice(string ipAddress, int portNumber)
 {
 _client = new TcpClient(ipAddress, portNumber);
 }

 public byte[] ReadRegister(byte functionCode, uint startAddress, ushort dataLength)
 {
 // 构造Modbus RTU请求包 byte[] request = new byte[8];
 request[0] = functionCode;
 BitConverter.GetBytes(startAddress).CopyTo(request,1);
 BitConverter.GetBytes(dataLength).CopyTo(request,5);

 // 发送Modbus RTU请求包 NetworkStream stream = _client.GetStream();
 stream.Write(request,0, request.Length);

 // 等待Modbus设备响应 byte[] response = new byte[8];
 stream.Read(response,0, response.Length);

 return response;
 }

 public byte[] ReadRegisters(byte functionCode, uint startAddress, ushort dataLength)
 {
 // 构造Modbus RTU请求包 byte[] request = new byte[dataLength *2 +8];
 request[0] = functionCode;
 BitConverter.GetBytes(startAddress).CopyTo(request,1);
 BitConverter.GetBytes(dataLength).CopyTo(request,5);

 // 发送Modbus RTU请求包 NetworkStream stream = _client.GetStream();
 stream.Write(request,0, request.Length);

 // 等待Modbus设备响应 byte[] response = new byte[dataLength *2];
 stream.Read(response,0, response.Length);

 return response;
 }

 public void Close()
 {
 if (_client != null)
 {
 _client.Close();
 }
 }
}