Modbus RTU Relay (E) 使用教程
说明
用电安全注意事项
- 本产品须由专业的电工或技术人员作业使用，使用过程中请做好用电安全,防漏电和绝缘等保护措施。
- 在安装、维护或更换继电器设备之前，请务必关闭电源并拔下插头。
- 请勿试图拆卸继电器设备，以免损坏设备或导致电击危险。
- 请妥善安装放置继电器设备产品，请勿在潮湿、过热、易燃坏境中使用，避免因安装或使用不慎，引发安全事故。
产品参数
| 供电电压 | DC 7~36V |
|---|---|
| 通信接口 | RS485 |
| 通信波特率 | 4800，9600，19200，38400，57600，115200，128000，256000 |
| 默认通信格式 | 9600，N，8，1 |
| 继电器路数 | 8 路 |
| 继电器类型 | 大功率继电器 |
| 触点类型 | 一常开、一常闭 |
| 触点负载 | ≤30A 250V AC 或 ≤30A 28V DC |
| Modbus 协议 | 标准 Modbus RTU 协议 |
| RS485 地址设置 | 1~255 |
| 指示灯 | STA：MCU 指示灯，MCU 正常工作时闪烁 TXD：发送指示灯，发送数据时灯亮 RXD：接收指示灯，接收数据时灯亮 |
硬件连接
- 将USB TO 485和目标板通过杜邦线，将A-->A和B-->B相连，如下图所示：
实例演示
演示介绍了下面两种软件的操作方式。
SSCOM串口调试助手操作更方便，免安装，指令完整显示分析更方便，缺点是数据不直观。
Modbus Poll软件是直接对寄存器操作，数据显示更方便观察，缺点是指令不完成显示，需熟悉Modbus寄存器操作。
可选任意一种方式测试，首次测试建议使用SSCOM串口调试助手软件。
SSCOM串口调试助手
- 下载SSCOM串口调试助手并在电脑上打开，打开对应的端口号，设置波特率为9600，点击多字符串打开多条字符串发送窗口，点击对应的功能即可发送对应的命令，
- 如果需要发送其他命令则选择HEX发送，加检验选择ModbusCRC16校验，输入命令的前六个字节点击发送则会自动添加CRC校验码。
- 详细的控制指令请查看请查看开发协议。
Modbus Poll软件
- 串口软件不方便观察数据，可以选择Modbus Poll软件读取数据。下载并安装Modbus Poll软件。
- 打开软件，选择setup->Read/Write Definition，Slave ID选择实际设备地址，Function选择01 Read Coils功能码，Quantity改为8通道。点击OK确认。
- 选择Connection->Connect...，选择对应的串口，波特率为9600,八位无校验模式。点击OK连接。
- 连接正常后则可以查看当前继电器状态，选择对应通道后，双击状态值即可跳出发送页面，选择ON或OFF，然后发送即可控制对应的继电器开合。
程序测试
注意：RS485不可以直接接到树莓派的串口否则可能烧毁设备，需要加485电平转换，树莓派建议搭配RS485 CAN HAT模块使用，NUCLEO-F103RB和Arduino建议搭配RS485 CAN Shield模块使用
树莓派
打开树莓派终端，输入以下指令进入配置界面
sudo raspi-config 选择Interfacing Options -> Serial，关闭shell访问，打开硬件串口
然后重启树莓派：
sudo reboot
打开/boot/config.txt文件，找到如下配置语句使能串口，如果没有，可添加在文件最后面。
enable_uart=1
对于树莓派3B用户，串口用于蓝牙，需要注释掉：
#dtoverlay=pi3-miniuart-bt
然后重启树莓派：
sudo reboot
将RS485 CAN HAT模块插到树莓派，把ModBus RTU Relay模块和RS485 CAN HAT模块的A与B对应连接
如果使用的是其他的485设备，确定连线A-A,B-B即可
运行如下命令运行程序
sudo apt-get install unzip wget https://www.waveshare.net/w/upload/f/f9/Modbus_RTU_Relay_Code.zip unzip Modbus_RTU_Relay_Code.zip cd Modbus_RTU_Relay_Code/Python3 sudo python3 main.py
STM32
STM32的例程是基于NUCLEO-F103RB和RS485 CAN Shield模块。
找到STM32程序文件目录并打开STM32工程。注意使用前先确保电脑已经安装好keil5软件，下载将程序下载到开发板即可。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。
Arduino
Arduino例程是基于NUO PLUS和RS485 CAN Shield模块。
使用Arduino IDE 打开程序，选择对应的开发板然后下载程序。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。
开发协议
功能码介绍
| 功能码 | 功能说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 读线圈状态 | 读继电器状态 |
| 03 | 读保持寄存器 | 读取地址、版本 |
| 05 | 写单线圈 | 写单个继电器 |
| 06 | 写单寄存器 | 设置波特率，地址 |
| 0F | 写多个线圈 | 写全部继电器 |
寄存器地址介绍
| 地址（HEX） | 地址存储内容 | 寄存器取值 | 权限 | Modbus 功能码 |
|---|---|---|---|---|
| 0x0000 …… 0x0007 | 道通1~通道8继电器地址 | 0xFF00：继电器开启； 0x0000：继电器关闭； 0x5500：继电器翻转； | 读/写 | 0x01,0x05,0x0F |
| 0x00FF | 操作全部继电器 | 0xFF00：继电器全部开启； 0x0000：继电器全部关闭； 0x5500：继电器全部翻转； | 写 | 0x05 |
| 0x0100 …… 0x0107 | 道通1~通道8继电器翻转 | 0xFF00：继电器翻转； 0x0000：继电器不变； | 写 | 0x05,0x0F |
| 0x01FF | 翻转全部继电器 | 0xFF00：继电器全部翻转； 0x0000：继电器全部不变； | 写 | 0x05 |
| 0x0200 …… 0x0207 | 道通1~通道8继电器闪开 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007，延时:7*100MS = 700MS | 写 | 0x05 |
| 0x0400 …… 0x0407 | 道通1~通道8继电器闪闭 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007，延时:7*100MS = 700MS | 写 | 0x05 |
| 4x2000 | 串口参数 | 高八位为校验方式:0x00~0x02 低八位为波特率方式:0x00~0x07 | 读/写 | 0x03,0x06 |
| 4x4000 | 设备地址 | 直接存储 Modbus 地址 设备地址:0x0001-0x00FF | 读/写 | 0x03,0x06 |
| 4x8000 | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x0064 = 100 = V1.00 | 读 | 0x03 |
Modbus RTU指令介绍
控制单个继电器
发送码：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制继电器的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00：继电器开启； 0x0000：继电器关闭； 0x5500：继电器翻转； |
| 8C 3A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
返回码： 01 05 00 00 FF 00 8C 3A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
| 00 00 | 地址 | 要控制继电器寄存器地址，0x0000-0x0007 |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00：继电器开启； 0x0000：继电器关闭； 0x5500：继电器翻转； |
| 8C 3A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
示例：[1号地址设备]:
0号继电器开启 : 01 05 00 00 FF 00 8C 3A 0号继电器关闭 : 01 05 00 00 00 00 CD CA 1号继电器开启 : 01 05 00 01 FF 00 DD FA 1号继电器关闭 : 01 05 00 01 00 00 9C 0A 2号继电器开启 : 01 05 00 02 FF 00 2D FA 2号继电器关闭 : 01 05 00 02 00 00 6C 0A 3号继电器开启 : 01 05 00 03 FF 00 7C 3A 3号继电器关闭 : 01 05 00 03 00 00 3D CA 0号继电器翻转 : 01 05 00 00 55 00 F2 9A 1号继电器翻转 : 01 05 00 01 55 00 A3 5A 2号继电器翻转 : 01 05 00 02 55 00 53 5A 3号继电器翻转 : 01 05 00 03 55 00 02 9A
控制全部继电器
发送码：01 05 00 FF FF 00 BC 0A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
| 00 FF | 地址 | 固定0x00FF |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00：继电器开启； 0x0000：继电器关闭； 0x5500：继电器翻转； |
| BC 0A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
返回码： 01 05 00 FF FF 00 BC 0A
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
| 00 FF | 地址 | 固定0x00FF |
| FF 00 | 指令 | 0xFF00：继电器开启； 0x0000：继电器关闭； 0x5500：继电器翻转； |
| BC 0A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
示例：[1号地址设备]:
全部继电器开启 : 01 05 00 FF FF 00 BC 0A 全部继电器关闭 : 01 05 00 FF 00 00 FD FA 全部继电器翻转 : 01 05 00 FF 55 00 C2 AA
读取继电器状态
发送码：01 01 00 00 00 08 3D CC
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 01 | 01指令 | 查询继电器状态指令 |
| 00 00 | 继电器起始地址 | 继电器的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 继电器数量 | 读取继电器数量，不能超过最大继电器数量 |
| 3D CC | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 01 01 00 51 88
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 01 | 01指令 | 查询继电器状态指令 |
| 01 | 字节数 | 返回状态信息的所有字节数。 |
| 00 | 查询的状态 | 返回的继电器状态 Bit0:起始继电器状态； Bit1:下个继电器状态， 依次类推，高端空闲位则为零 |
| 51 88 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：[1号地址设备]
发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 00 51 88 //全部继电器关闭 发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 01 90 48 //0号继电器开启，其余继电器关闭 发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 41 91 B8 //0、6号继电器开启，其余继电器关闭
写继电器状态
发送码：01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 0F | 0F指令 | 写继电器状态指令 |
| 00 00 | 继电器起始地址 | 要控制继电器的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 继电器数量 | 操作继电器数量，不能超过最大继电器数量 |
| 01 | 字节数量 | 状态字节数 |
| FF | 继电器状态 | Bit0:起始继电器状态； Bit1:下个继电器状态， 依次类推，高端空闲位则为零 |
| BE D5 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 0F 00 00 00 01 94 0B
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 0F | 0F指令 | 全部寄存器控制指令 |
| 00 00 | 继电器起始地址 | 要控制继电器的寄存器地址，0x0000 - 0x0007 |
| 00 08 | 继电器数量 | 操作继电器数量 |
| 54 0D | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：[1号地址设备]
继电器全部开启 : 01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5 继电器全部关闭 : 01 0F 00 00 00 08 01 00 FE 95 0-1开；2-7关 : 01 0F 00 00 00 08 01 03 BE 94
继电器闪开闪闭指令
发送码：01 05 02 00 00 07 8D B0
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 单个控制指令 |
| 02 | 闪开闪闭 | 02 为是闪开指令，04为闪闭指令 |
| 00 | 继电器地址 | 要控制的继电器地址，0x00~0x07 |
| 00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007，延时:7*100MS = 700MS 闪开闪闭的时间最大设置为0x7FFF |
| 8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 05 02 00 00 07 8D B0
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 05 | 05指令 | 单个控制指令 |
| 02 | 闪开闪闭 | 02 为是闪开指令，04为闪闭指令 |
| 00 | 继电器地址 | 要控制继电器地址，0x00~0x07 |
| 00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007，延时:7*100MS = 700MS 闪开闪闭的时间最大设置为0x7FFF |
| 8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：[1号地址设备]
0号继电器闪开 : 01 05 02 00 00 07 8D B0 //700MS = 7*100MS = 700MS 1号继电器闪开 : 01 05 02 01 00 08 9C 74 //800MS 0号继电器闪闭 : 01 05 04 00 00 05 0C F9 //500MS 1号继电器闪闭 : 01 05 04 01 00 06 1D 38 //600MS
设置波特率指令
发送码：01 06 20 00 00 05 42 09
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 06 | 06指令 | 设置波特率，设备地址 |
| 20 00 | 波特率寄存器 | 0x2000为设置波特率 |
| 00 | 校验方式 | 0x00为无校验，0x01为偶检验，0x02为奇校验 |
| 05 | 波特率数值 | 波特率数值对应 0x00 : 4800 0x01 : 9600 0x02 : 19200 0x03 : 38400 0x04 : 57600 0x05 : 115200 0x06 : 128000 0x07 : 256000 |
| 42 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 06 20 00 00 05 43 D8
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 06 | 06指令 | 设置波特率，设备地址 |
| 20 00 | 波特率寄存器 | 0x2000为设置波特率 |
| 00 | 校验方式 | 0x00为无校验，0x01为奇检验，0x02为偶校验 |
| 05 | 波特率 | 波特率数值对应 0x00 : 4800 0x01 : 9600 0x02 : 19200 0x03 : 38400 0x04 : 57600 0x05 : 115200 0x06 : 128000 0x07 : 256000 |
| 42 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：[1号地址设备]
设置波特率 4800 ：01 06 20 00 00 00 82 0A 设置波特率 9600 ：01 06 20 00 00 01 43 CA 设置波特率115200 ：01 06 20 00 00 05 42 09
设置设备地址指令
发送码：01 06 40 00 00 01 5D CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 06 | 06指令 | 设置波特率，设备地址 |
| 40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为设置设备地址 |
| 00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
| 5D CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 06 40 00 00 01 5D CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 06 | 06指令 | 设置波特率，设备地址 |
| 40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为设置设备地址 |
| 00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
| 5D CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：[1号地址设备]
设置设备地址为0x01 ：00 06 40 00 00 01 5C 1B 设置设备地址为0x02 ：00 06 40 00 00 02 1C 1A 设置设备地址为0x03 ：00 06 40 00 00 03 DD DA
读取设备地址指令
发送码：00 03 40 00 00 01 90 1B
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 00 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 03 | 03指令 | 读取设备地址指令 |
| 40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为读取设备地址 |
| 00 01 | 字节数 | 固定0x0001 |
| 90 1B | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：00 03 02 00 01 44 44
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 00 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 03 | 03指令 | 读取软件版本，读取设备地址指令 |
| 02 | 字节数 | 返回字节数 |
| 00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
| 44 44 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[2号地址设备]
发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B 返回 : 00 03 02 00 02 04 45 //地址0x02
读取软件版本指令
发送码：01 03 80 00 00 01 AD CA
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 03 | 03指令 | 读取软件版本，读取设备地址指令 |
| 80 00 | 软件版本寄存器 | 0x4000为读取设备地址，0x8000为读取软件版本 |
| 00 01 | 字节数 | 固定0x0001 |
| AD CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码：01 03 02 01 2C B8 09
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 03 | 03指令 | 读取软件版本，读取设备地址指令 |
| 02 | 字节数 | 返回字节数 |
| 01 2C | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x012C = 300 = V3.00 |
| B8 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例：
发送：01 03 80 00 00 01 AD CA 返回：01 03 02 01 2C B8 09 //0x012C = 300 =V3.00
异常功能码
当接收到的指令出错或者异常设备将会返回异常响应，异常响应格式如下。
返回码：01 85 03 02 91
| 字段 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| 01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址；0x01-0xFF表示设备地址 |
| 85 | 异常功能吗 | 异常功能码 = 请求功能码 + 0x80 |
| 03 | 字节数 | 异常码 |
| 02 91 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
异常码是一个单字节值，用于指示错误的类型。Modbus协议定义的几个常用异常码：
| 异常码 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 0x01 | 非法功能 | 请求的功能码不支持 |
| 0x02 | 非法数据地址 | 请求的数据地址错误 |
| 0x03 | 非法数据值 | 请求的数据值或操作无法执行 |
| 0x04 | 服务器故障 | 服务器设备故障 |
| 0x05 | 应答 | 已接收到请求并正在处理 |
| 0x06 | 设备繁忙 | 设备当前正忙无法执行请求的操作 |
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