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

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：

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。