在工业自动化和控制系统中，Modbus RTU通讯协议以其高效、稳定的特点，成为连接各种智能设备的桥梁。功能码作为Modbus RTU协议的核心组成部分，负责实现主站与从站之间的各种数据操作和控制。

一、概述Modbus RTU通讯协议

Modbus RTU是一种基于串行通信的Modbus协议变种，广泛应用于工业自动化和控制系统。它采用二进制表示数据，并通过RS-485或RS-232等物理接口进行通信。Modbus RTU协议结构清晰，主要包括设备地址、功能码、数据以及校验和等部分，这些元素共同构成了Modbus RTU通讯协议的基础。

二、Modbus功能码详解

功能码在Modbus RTU通讯协议中扮演着至关重要的角色，它定义了主站与从站之间可以执行的操作类型。下面我们将对常见的功能码进行详细介绍。

读取（读）功能码

读取功能码主要用于从从站设备中获取数据。其中，功能码03用于读取保持寄存器中的数据，这些寄存器通常用于存储从站设备的状态或配置信息。功能码04则用于读取输入寄存器中的数据，这些寄存器通常用于反映从站设备的实时输入状态。

写入（写）功能码

写入功能码主要用于向从站设备发送数据。功能码06用于向单个保持寄存器写入数据，而功能码16则用于向多个保持寄存器写入数据。这些写入操作允许主站设备对从站设备的状态或配置进行远程修改。

状态控制功能码

状态控制功能码主要用于控制从站设备的状态。功能码05用于写单个线圈，通常用于控制从站设备的开关状态。功能码15则用于写多个线圈，允许多个状态控制操作的批量执行。

对角色的请求和响应

在Modbus RTU通讯协议中，主站负责发起请求，而从站则根据请求中的功能码执行相应的操作并返回响应。主站发送的请求中包含了目标从站的地址、功能码以及数据等信息，而从站返回的响应则包含了执行结果或请求的数据。这种请求-响应机制确保了主站与从站之间的数据交互能够正确无误地进行。

三、Modbus功能码使用注意事项

在使用Modbus功能码时，需要注意以下几点：

首先，不同的功能码具有不同的使用限制和条件。例如，某些功能码可能只适用于特定的从站设备或特定的数据类型。因此，在选择功能码时，需要确保其与实际应用场景相匹配。

其次，功能码的使用也需要考虑其优缺点。不同的功能码在数据传输速度、数据安全性等方面可能存在差异。因此，在选择功能码时，需要综合考虑实际应用需求和性能要求。

最后，为了确保通信的稳定性和安全性，还需要注意遵循Modbus RTU通讯协议的相关规定和标准，正确配置通信参数和设备地址等信息。

四、实际应用中的Modbus功能码

在实际应用中，Modbus功能码广泛应用于工业自动化控制系统、数据采集系统以及智能设备等领域。例如，在工业控制系统中，主站设备可以通过Modbus RTU协议读取从站设备的状态信息或控制其执行相应的操作；在数据采集系统中，Modbus功能码可以用于从传感器等设备中读取实时数据并传输到上位机进行分析处理；此外，Modbus功能码还可以用于智能设备的远程监控和维护等操作。

随着工业自动化和智能化水平的不断提升，Modbus功能码的扩展应用也在不断涌现。例如，一些厂商推出了支持更多功能码和更高通信速率的Modbus RTU变种协议，以满足更复杂、更高效的通信需求。

两种不同的格式：Modbus RTU 和 Modbus ASCII

Modbus标准协议有两个不同版本：ASCII Modbus和Modbus RTU。Modbus RTU版本更为简洁，采用二进制通信。每个消息都带有一个循环冗余校验和，用于检测传输中的错误。

另一种形式是 Modbus ASCII 协议。这种方式更为冗长，采用ASCII字符，以便于操作员阅读。数据传输后采用垂直冗余校验作为校验和。在这两种版本中，ASCII 是相对较低安全的。

考虑到它相对于 RTU 变种的效率较低，运营商应避免将其作为首选选择。只有在需要将数据传输到不支持 RTU 格式的设备时才使用 Modbus ASCII。