Modbus通讯协议是由Modicon公司在1979年开发的，应用于工业现场控制的总线协议。Modbus通讯系统包括带有可编程控制的芯片节点和公共传输线组成，其目的是用于多节点数据的采集和监控。Modbus协议采用主从模式，通讯系统中有一个主机对多个节点从机进行监控，从机节点最多支持247个。每个从机均有自己独立的从机地址，而且改地址能够被主机识别。

能够支持Modbus协议的通讯系统有RS-232，RS-422，RS-485等。同时Modbus协议具有标准、开放、免费、帧格式简单等特点而被广大工程师所采用。

Modbus协议中数据传输采用ASCII和RTU两种模式。其中ASCII传输方式表示的数据通俗易懂，便于和PC机直接通信识别，但其缺点是采用单字节表示一个数据，传输相同的数据需要更多的帧数和时间。RTU模式采用压缩的十六进制表示方式，一个字节可以压缩装载两个数据，这样相同的帧数下RTU模式可以传输更多的数据。

Modbus数据帧校验分两种方式：CRC循环冗余校验和LRC纵向冗余校验。下面使用Proteus仿真atmega128.两片128之间进行串口通讯，串口通讯上跑的是简单的Modbus协议。

仿真图如下所示：

说明：U1使用1602进行接收数据的显示。数据帧采用RTU模式，但是为了方便1602进行显示，传输的数据帧消息采用了0X3x（0,1,2,3...等数的ASCII表示形式，这样可以直接送入1602进行显示，从而方便模拟）。图片中间的三个按键是U2的三个中断。

按下之后U2单片机会发送一帧数据，数据内容是0X30, 0X31，0X33，0X01，0X34，0X37。

按照Modbus协议0X30，0X31是表示的从机地址，0X33是表示命令字符，0X01表示数据域长度，0X34表示数据域，0X37是进行的LRC校验。我们采用这种方式进行简化是为了方便1602进行显示，其中0x01是ASCII码中的空格’‘也能够在1602中进行显示。

单片机U1的PB口和PE口状态分别显示了LRC校验字节和数据域首字节。

当按下button1的时候U2发送数据帧，U1进行接收并且对接收数据继续校验，如果校验无误，那么进行显示。

按下button1结果如下

中间的01由于是空格的ASCII码值所以1602显示空格。由于数据域我是采用数组存放数据方式，LCD显示代码以C语言中的’ ’结束显示，所以校验字节没有显示出来，我将它投影到端口B上，端口B的状态是0X37。这样也就验证了这个简单的Modbus协议的正常传输。

按动U2的button2可以主动产生一个LRC校验错误。（我在代码校验的时候也没有采用标准的LRC校验，只是进行了累加校验）。U2在对数据帧填充完毕的时候刻意更改校验值，将更改后的数据帧发送给U1，U1接收后进行校验则产生校验错误提示。按下button2结果如图

从虚拟终端中我们可以看出，我们手动更改了校验值，由0x37更改成0XFF，那么U1接收到的数据进行校验那么就会产生校验错误提示。。。实际校验结果还是0X37，但是我们在发送前将校验改成了0XFF，导致接收方校验0x37 !=0xff,从而产生错误。。。

按下button3回产生数据帧错误。按下button3，U2刻意发送一个不完整的数据帧。如果数据帧不完整，U1不可能进行无限时间的等待。所以U1使用定时器0进行超时判断，如果超过10ms，数据帧依然不完整那么判断此数据帧为错误帧。。结果如下。

在事件3中我们可以让U2不发送校验码，导致该帧数据不完整。U1等待10ms后判定该数据帧是帧错误。。