Перестановка байтов и регистров при передаче данных в Modbus

Протокол Modbus широко используется для обмена данными между устройствами в системах промышленной автоматизации. При этом важно понимать, как данные (обычно 16-битные регистры) упаковываются и передаются, особенно когда речь идет о числах, занимающих больше одного байта (например, 32-битные целые и дробные числа).

Порядок байтов в регистре (Byte Order / Endianness)

Каждый регистр Modbus имеет размер 16 бит (2 байта). При передаче этих 16 бит могут возникнуть различия в порядке байтов, в зависимости от того, как устройство хранит и передает данные.

  1. От старшего байта(Big Endian)

Принят по умолчанию в спецификации Modbus.

  • Старший байт (MSB) передается первым, младший (LSB) — вторым.

  • Например, число 0x1234 передается как: [0x12] [0x34].

  1. От младшего байта(Little Endian)

Нестандартный, но иногда используемый порядок.

  • Младший байт (LSB) передается первым, старший (MSB) — вторым.

  • Например, число 0x1234 передается как: [0x34] [0x12].

Примечание

Протокол Modbus рекомендует использовать big endian (MSB-first), но не требует этого строго. Некоторые устройства могут использовать little endian, особенно если они хранят данные в памяти в таком порядке.

Пример:

  • Предположим, вы хотите передать 16-битное целое число 0xABCD.

    • Big Endian: [0xAB] [0xCD]

    • Little Endian: [0xCD] [0xAB]

Порядок регистров (Register Order)

Для передачи 32-битных значений (например, int32, float) используются два 16-битных регистра. Порядок этих регистров в пакете не регламентирован спецификацией Modbus, и может варьироваться от устройства к устройству.

  1. От старшего регистра(Big Endian для регистров)

  • Старший 16-битный регистр передается первым, младший — вторым.

  • Например, 32-битное значение 0x1234CDEF будет разбито на:

    • Регистр 1: 0x1234

    • Регистр 2: 0xCDEF

    • В пакете: [0x12] [0x34] [0xCD] [0xEF]

  1. От младшего регистра (Little Endian для регистров)

  • Младший 16-битный регистр передается первым, старший — вторым.

  • То же значение 0x1234CDEF будет передано как:

    • В пакете: [0xCD] [0xEF] [0x12] [0x34]

Примечание

Комбинация порядка байтов и порядка регистров может быть разной. Например, вы можете получить:

  • Big Endian байты + Big Endian регистры

  • Little Endian байты + Little Endian регистры

  • И т.д.

Пример:

Допустим, вы передаете 32-битное значение 0x1234CDEF.

  • Big Endian байты + Big Endian регистры:

    • Регистр 1: 0x1234

    • Регистр 2: 0xCDEF

    • В байтах: [0x12] [0x34] [0xCD] [0xEF]

  • Little Endian байты + Little Endian регистры:

    • Регистр 1: 0x1234 → [0x34] [0x12]

    • Регистр 2: 0xCDEF → [0xEF] [0xCD]

    • В байтах: [0xEF] [0xCD] [0x34] [0x12]

Примечание

При работе с Modbus-устройством всегда проверяйте документацию к нему, чтобы убедиться, что данные интерпретируются правильно.