Modbus RTU

工場の定番。アドレス、ファンクションコード、データ、CRC。RS-485 の上で。

要求: レジスタ 2 つを読む

マスタがスレーブ 1 に保持レジスタ 2 つを尋ねます。CRC は実際に計算した値です。フィールドごとにコマ送りしてください。

8 バイト: 01 03 00 00 00 02 C4 0B。開始・終了の目印はありません。前後に 3.5 文字時間以上の無音を置くことでフレームを区切ります。

フィールド	位置	例の値	意味
スレーブアドレス	0 バイト目	0x01 = 1	どのデバイスが応答するか（1〜247。0 はブロードキャストで、誰も返事をしません）。RS-485 の 2 本線上の全デバイスがこのフレームを聞きますが、アドレス 1 だけが処理します。
ファンクションコード	1 バイト目	0x03 = 保持レジスタの読み出し	何をするか。0x03 = 保持レジスタの読み出し。ほかに 0x01 コイル読み出し、0x04 入力レジスタ読み出し、0x06 レジスタ 1 つ書き込み、0x10 レジスタ複数書き込みなど。
開始アドレス	2–3 バイト目	0x0000 = レジスタ 0（資料上は 40001）	読み出す最初のレジスタで、線上では 0 起点です。資料には 40001 と書かれることが多く（4xxxx は保持レジスタ帯）、これが線上のアドレス 0 にあたります。
個数	4–5 バイト目	2 レジスタ	連続して読む 16 ビットレジスタの個数（1〜125）。
CRC-16	6–7 バイト目	0x0BC4（下位バイトから送信）	この前のすべてのバイトに対する CRC-16 です（初期値 0xFFFF、多項式 0xA001）。癖があり、下位バイトから送るため、値 0x0BC4 は線上で C4 0B の順に現れます。受信側が計算した CRC と合わなければ、フレームは黙って捨てられます。

Modbus（1979 年）は産業機器の共通語です。電力計、インバータ、温調器、PLC など。RTU 方式はコンパクトなバイナリのフレームをシリアル回線（多くは RS-485）で送るので、数百 m の 1 対のより線を多数のスレーブで共有できます。

マスタが問い合わせ、スレーブは答えるだけです。データは番号付きの 16 ビットレジスタに置かれ、「温度を読む」はレジスタ N を読むことを意味します。フレームの目印はなく、3.5 文字時間の無音がフレームを区切り、CRC が内容を保証します。

スレーブはアドレスとファンクションを返し、続くバイト数を伝え、値を返します。

9 バイト: 01 03 04 00 0A 00 14 DA 3E。スレーブは問いかけられたときだけ答え、自分から話し始めることはありません。

フィールド	位置	例の値	意味
スレーブアドレス	0 バイト目	0x01 = 1	応答した本人が自分のアドレスを返し、マスタが誰の返事かを確認できるようにします。
ファンクションコード	1 バイト目	0x03	要求のコードをそのまま返します。失敗したときはスレーブが最上位ビットを立て（0x83）、代わりに例外応答を返します。
バイト数	2 バイト目	4	このあと続くデータのバイト数。2 レジスタ × 2 バイト = 4。
レジスタ 0	3–4 バイト目	0x000A = 10	レジスタ 0 の値で、ビッグエンディアン（上位バイトが先）です。たとえば 0.1 ℃ 単位の温度なら 10 = 1.0 ℃ になります。
レジスタ 1	5–6 バイト目	0x0014 = 20	レジスタ 1 の値（ビッグエンディアン）。0x0014 = 20。
CRC-16	7–8 バイト目	0x3EDA（下位バイトから送信）	この前のすべてのバイトに対する CRC-16 です（初期値 0xFFFF、多項式 0xA001）。癖があり、下位バイトから送るため、値 0x3EDA は線上で DA 3E の順に現れます。受信側が計算した CRC と合わなければ、フレームは黙って捨てられます。

エラー応答はたった 5 バイトです。ファンクションコードの最上位ビットが目印になります。

エラーは 5 バイトのフレームです。最上位ビットを立てたファンクションコードと、1 バイトの理由で構成されます。

フィールド	位置	例の値	意味
スレーブアドレス	0 バイト目	0x01	同じスレーブが答えています。
ファンクションコード + 0x80	1 バイト目	0x83 = 0x03 \| 0x80	0x03 に最上位ビットを立てて 0x83。この 1 ビットで、マスタは正常応答かエラーかを見分けます。
例外コード	2 バイト目	0x02 = 不正なデータアドレス	失敗の理由。0x01 不正なファンクション、0x02 不正なデータアドレス（そのレジスタは存在しない）、0x03 不正なデータ値、0x04 デバイス障害。
CRC-16	3–4 バイト目	0xF1C0（下位バイトから送信）	この前のすべてのバイトに対する CRC-16 です（初期値 0xFFFF、多項式 0xA001）。癖があり、下位バイトから送るため、値 0xF1C0 は線上で C0 F1 の順に現れます。受信側が計算した CRC と合わなければ、フレームは黙って捨てられます。

共有した 1 対の線を、交代で使います。

厳格なマスタ/スレーブ方式です。マスタが問い、1 台が答え、線が静まる。タイミングはすべて線上の無音で決まります。

1マスタが問いかける
マスタが共有の RS-485 で 8 バイトの要求を送ります。全スレーブが聞きますが、アドレスが合う 1 台だけが処理します。ほかは黙って待ちます。
2スレーブが答える
3.5 文字時間以上の無音のあと、スレーブが 9 バイトの返事を送ります。マスタとスレーブは 1 対の線を交代で使い、半二重の線を 2 者が同時に駆動することはありません。