在線PH/ORP檢測儀RS-485接口及MODBUS協議

更新時間：2024-07-26 點擊次數：1500

串口調試助手

PH儀與上位機之間采用MODBUS協議進行通信，波特率固定為9600bps。具體協議如下：

1.1讀取測量信息和狀態（讀多個寄存器）　功能碼（0x03）

命令格式：

定義	地址	功能碼	起始地址	寄存器個數	CRC校驗
數據	ADDR	0x03	0x 0000	0x 0006	CRC 16
字節數	1	1	2	2	2

返回格式：

定義	地址	功能碼	數據個數	數據	CRC校驗
數據	ADDR	0x 03	0x 0C	Data	CRC 16
字節數	1	1	1	12	2

注釋：

（1）數據字節長度：為返回數據的實際字節長度。

（2） CRC 16,低8位在前，高8位在后。

（3） DATA數據格式如下：

PH模式的DATA數據

1	2	3
PH值高8位字節	PH值低8位字節	溫度值高8位字節
4	5	6
溫度值低8位字節	高點報警值高8位字節	高點報警值低8位字節
7	8	9
低點報警值高8位字節	低點報警值低8位字節	滯后值高8位字節
10	11	12
滯后值低8位字節	報警狀態	PH/ORP模式

例，發送命令：01 03 00 00 00 06 C5 C8

返回：01 03 0C 1B 8F 00 FA 03 E8 01 90 00 32 00 00 1C 3E

則數據部分為：1B 8F 00 FA 03 E8 01 90 00 32 00 00

PH值：由整數部分和小數部分組成，整數的有效數字是2位，小數有效數字是3位。比如PH值的高8位字節為0x1B，PH值的低8位字節為0x8F，則PH值為0x1B8F，轉化成10進制為7055，PH值為7.055，2位整數，3位小數，整數前面的零省去。

溫度值：為0x09C4，轉化成10進制為2500，溫度值為25.00，保留兩位小數。

高點報警值：為0x03E8，轉化成10進制為1000，值為10.00，保留兩位小數。

低點報警值：為0x0190，轉化成10進制為400，值為4.00，保留兩位小數。

滯后值：為0x0032，轉化成10進制為50，值為0.50，保留兩位小數。

報警狀態：為0x00，無報警。（注：0x00為無報警，0x01為低點報警，0x02為高點報警）

PH/ORP模式：為0x00，PH模式。（注：0x00為PH模式, 0x01為ORP模式）

ORP模式的DATA數據

1	2	3
ORP值高8位字節	ORP值低8位字節	溫度值高8位字節
4	5	6
溫度值低8位字節	高點報警值高8位字節	高點報警值低8位字節
7	8	9
低點報警值高8位字節	低點報警值低8位字節	滯后值高8位字節
10	11	12
滯后值低8位字節	報警狀態	PH/ORP模式

例，發送命令：01 03 00 00 00 06 C5 C8

返回：01 03 0C FF 30 00 FA 03 E8 FC 18 00 0A 00 01 BC 26

則數據部分為：FF 30 00 FA 03 E8 FC 18 00 0A 00 01

ORP值：為0xFF30，當ORP值為負數時，數據以補碼形式運算，0xFFFF-0xFF30+1=0x00D0，轉化成10進制為208，ORP值為-208mV。ORP若為0x011E，轉化成10進制為286，ORP值為286mV。

溫度值：為0x00FA，轉化成10進制為250，溫度值為25.0，保留一位小數。

高點報警值：為0x03E8，轉化成10進制為1000，值為1000 mV。

低點報警值：為0x FC18，數據以補碼形式運算，值為-1000 mV。

滯后值：為0x000A，轉化成10進制為10，值為10 mV。

報警狀態：為0x00，無報警。（注：0x00為無報警，0x01為低點報警，0x02為高點報警）

PH/ORP模式：為0x01，ORP模式。（注：0x00為PH模式, 0x01為ORP模式）

1.2讀取測量信息和狀態（讀1個寄存器）　功能碼（0x03）

命令格式：

定義	地址	功能碼	起始地址	寄存器個數	CRC校驗
數據	ADDR	0x03	0x 0000-0x 0004	0x 0001	CRC 16
字節數	1	1	2	2	2

返回格式：

定義	地址	功能碼	數據個數	數據	CRC校驗
數據	ADDR	0x 03	0x 02	Data	CRC 16
字節數	1	1	1	2	2

注釋：

（1）數據字節長度：為返回數據的實際字節長度。

（2） CRC 16,低8位在前，高8位在后。

數據處理同1.1節一樣。

1.3.錯誤響應

如果監測器不能正確執行上位機命令，返回如下格式：

定義	地址	功能碼	CODE	CRC校驗
數據	ADDR	COM+80H	1	CRC 16
字節數	1	1	1	2

◆ CODE： 01 – 功能碼異常

02 – 起始地址異常

03 – 寄存器數量異常

◆ COM：接收到的功能碼

◆ CRC校驗，低8位在前，高8位在后。

例如：

1、發送命令：01 01 00 00 00 06 BC 08

返回：01 81 01 81 90 說明功能碼錯誤

2、發送命令：01 03 00 06 00 06 25 C9

返回：01 83 02 C0 F1 起始地址錯

3、發送命令：01 03 00 00 00 08 44 0C

返回：01 83 03 01 31 數據錯(數據個數錯)

2.1.寫數據寄存器（寫多個寄存器）　功能碼（0x10）

命令格式：

定義	地址	功能碼	起始地址	寄存器數量	字節數
數據	ADDR	0x10	0x 0000	0x 0003	0x 06
字節數	1	1	2	2	1

高報高8	高報低8	低報高8	低報低8	滯后高8	滯后低8	CRC校驗
自定義	自定義	自定義	自定義	自定義	自定義	CRC 16
1	1	1	1	1	1	2

返回格式：

定義	地址	功能碼	起始地址	寄存器數量	CRC校驗
數據	ADDR	0x 10	0x 0000	0x 0003	CRC 16
字節數	1	1	2	2	2

例，發送命令：01 10 00 00 00 03 06 03 E8 01 90 00 32 06 A0

返回： 01 10 00 00 00 03 80 08

附：PH：高點報警(范圍0~14.00)、低點報警(范圍0~14.00)、滯后值(范圍0~9.90)數據格式同上。

ORP：高點報警(范圍-1999~1999)、低點報警(范圍-1999~1999)、滯后值(范圍0~1000)數據格式同上。

2.2.錯誤響應

如果監測器不能正確執行上位機命令，返回如下格式：

定義	地址	功能碼	CODE	CRC校驗
數據	ADDR	COM+80H	1	CRC 16
字節數	1	1	1	2

◆ CODE： 01 – 功能碼異常

02 – 起始地址異常

03 – 寄存器數量異常

04 – 寫多個寄存器異常

◆ COM：接收到的功能碼

◆ CRC校驗，低8位在前，高8位在后。

例如：

1、發送命令：01 16 00 00 00 03 06 03 E8 02 70 00 32 0F1A

返回：01 96 01 8E 60 功能碼異常

2、發送命令：01 10 00 01 00 03 06 03 E8 01 90 00 32 57 65

返回：01 90 02 CD C1 起始地址異常

3、發送命令：01 10 00 00 00 05 06 03 E8 01 90 00 32 86 8A

返回：01 90 03 0C 01 寄存器數量異常

2.3.寫數據寄存器（寫單個寄存器）　功能碼（0x06）

命令格式：

定義	地址	功能碼	寄存器地址	寄存器值	CRC校驗
數據	ADDR	0x06	自定義	自定義	CRC 16
字節數	1	1	2	2	2

返回格式：

定義	地址	功能碼	寄存器地址	寄存器值	CRC校驗
數據	ADDR	0x06	自定義	自定義	CRC 16
字節數	1	1	2	2	2

例，發送命令：01 06 00 0A 03 E9 68 B6

返回： 01 06 00 0A 03 E9 68 B6

高點報警值：為0x03E9，轉化成10進制為1001，值為10.01，保留兩位小數。CRC 16 校驗值因輸入地址和值的不同也不同，校驗值對才能寫入數據。

PH高點報警點寄存器地址：0X000A

PH低點報警點寄存器地址：0X000C

PH滯后量寄存器地址： 0X000E

ORP高點報警點寄存器地址：0X0014

ORP低點報警點寄存器地址：0X0016

ORP滯后量寄存器地址： 0X0018

附：PH：高點報警(范圍0~14.00)、低點報警(范圍0~14.00)、滯后值(范圍0~9.90)數據格式同上。

ORP：高點報警(范圍-1999~1999)、低點報警(范圍-1999~1999)、滯后值(范圍0~1000)數據格式同上。

注：PH模式時只能寫PH相關的寄存器（PH的高低點等寄存器），ORP模式時只能寫ORP相關的寄存器（ORP的高低點等寄存器）。

2.4.錯誤響應

如果監測器不能正確執行上位機命令，返回如下格式：

定義	地址	功能碼	CODE	CRC校驗
數據	ADDR	COM+80H	1	CRC 16
字節數	1	1	1	2

◆ CODE： 01 – 功能碼異常

02 – 寄存器地址異常

03 – 寄存器值異常

04 – 寫單個寄存器異常

◆ COM：接收到的功能碼

◆ CRC校驗，低8位在前，高8位在后。

例如：

1、發送命令：01 07 00 0A 03 E9 55 76

返回：01 87 01 82 30 說明功能碼異常

2、發送命令：01 06 00 02 03 E9 E9 74

返回：01 86 02 C3 A1 寄存器地址異常

3、發送命令：01 06 00 0A XX D0 3C 05

返回：01 86 03 02 61 寄存器值異常(超限)

4、發送命令：01 06 00 0A 07 D0 AA 64

返回：01 86 04 43 A3 寫單個寄存器異常

CRC校驗：低位在前，高位在后，各個地址效驗碼如下：

01地址：01 03 00 00 00 06 C5 C8

02地址：02 03 00 00 00 06 C5 FB

03地址：03 03 00 00 00 06 C4 2A

04地址：04 03 00 00 00 06 C5 9D

05地址：05 03 00 00 00 06 C4 4C

06地址：06 03 00 00 00 06 C4 7F

07地址：07 03 00 00 00 06 C5 AE

08地址：08 03 00 00 00 06 C5 51

09地址：09 03 00 00 00 06 C4 80

10地址：10 03 00 00 00 06 C6 89

3.CRC檢測

CRC添加到命令中時，低字節先加入，然后高字節。　

CRC簡單函數如下：　

unsigned short CRC16(puchMsg, usDataLen)

unsigned char *puchMsg ; /* 要進行CRC校驗的消息 */

unsigned short usDataLen ; /* 消息中字節數 */

{

unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC字節初始化 */

unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字節初始化 */

unsigned uIndex ; /* CRC循環中的索引 */

while (usDataLen--) /* 傳輸消息緩沖區 */

{

uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsgg++ ; /* 計算CRC */

uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;

uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;

}

return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;

}

/* CRC 高位字節值表 */

static unsigned char auchCRCHi[] = {

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,

0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,

0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,

0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,

0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,

0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,

0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,

0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40

} ;

/* CRC低位字節值表*/

static char auchCRCLo[] = {

0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,

0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD,

0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,

0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A,

0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4,

0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,

0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,

0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,

0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,

0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,

0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED,

0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,

0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60,

0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67,

0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6 F,

0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68,

0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E,

0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,

0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71,

0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92,

0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,

0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B,

0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B,

0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,

0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,

0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40

} ;