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MODBUS 是什麽
MODBUS是一種廣泛使用的序列通訊協定，主要用於工業自動化領域的電子裝置之間的通訊。它支持多種型別的網路，包括乙太網路、序列通訊等。MODBUS協定以其簡單性、穩定性和開放性而受到青睞。
大小端模式起源
大端（Big Endian）和小端（Little Endian）的概念源於電腦科學中的字節序問題。大端模式中，數據的高位字節儲存在低地址，而小端模式則相反。這兩種模式的命名來源於Jonathan Swift的【格利佛遊記】，其中描述了兩個國家因為吃雞蛋的方式不同而發生的戰爭，這被用來形象地描述字節序的差異。
MODBUS大小端是個啥
MODBUS協定中的"大小端"是指數據在記憶體中的字節序，即多字節數據的字節如何排列。在MODBUS通訊中，尤其是MODBUS-RTU模式，使用的是大端模式（Big Endian）。下面透過一個例子來說明大端和小端的區別：
假設我們有一個16位元的寄存器值
0x1234
，需要透過MODBUS-RTU協定發送這個值。
大端模式（Big Endian）
：在大端模式下，數據的高位字節（MSB）儲存在低地址處，低位字節（LSB）儲存在高地址處。以
0x1234
為例，它在記憶體中的表示是：
在MODBUS-RTU協定中發送時，會先發送0x12，然後發送0x34。
地址0x00: 0x12（高8位元）
地址0x01: 0x34（低8位元）
小端模式（Little Endian）
：在小端模式下，數據的低位字節儲存在低地址處，高位字節儲存在高地址處。同樣以
0x1234
為例，它在記憶體中的表示是：
如果一個使用小端模式的系統直接發送
0x1234
，它會先發送0x34，然後發送0x12。
地址0x00: 0x34（低8位元）
地址0x01: 0x12（高8位元）
大小端使用場景
在MODBUS通訊中，主要有兩種協定：MODBUS-RTU和MODBUS-TCP。這兩種協定在字節序的使用上有所不同
MODBUS-RTU ：
它使用的是
大端模式（Big Endian）
。在MODBUS-RTU協定中，所有的數據交換都是以大端字節序進行的。這意味著在發送和接收數據時，高位字節（MSB）總是被發送或接收在前，低位字節（LSB）在後。例如，如果有一個16位元的寄存器值
0x1234
，在MODBUS-RTU中會先發送
0x12
，然後發送
0x34
。
MODBUS-TCP ：
MODBUS-TCP協定本身並不規定字節序，因為它是在IP網路層面上執行的，而IP網路通訊通常使用大端字節序。然而，當MODBUS-TCP用於與MODBUS-RTU裝置通訊時，它通常會遵循MODBUS-RTU的約定，即使用大端模式。這是因為MODBUS-TCP通常作為MODBUS-RTU數據的封裝，保持數據的一致性。
但是，如果MODBUS-TCP用於其他上下文，比如在不同平台或裝置之間的通訊，可能需要根據接收端的字節序來轉換數據。例如，如果一個使用小端字節序的裝置接收到來自MODBUS-TCP的數據，可能需要將數據從大端轉換為小端，以確保數據的正確解釋。
跨平台數據交換 ：
當MODBUS通訊涉及到不同硬體平台或作業系統時，字節序問題尤為重要。例如，如果一個使用小端字節序的PC機需要與使用大端字節序的嵌入式系統通訊，就必須在發送和接收數據時進行字節序的轉換。
裝置配置和診斷 ：
在裝置配置和診斷過程中，如果涉及到讀取或寫入寄存器值，這些值在MODBUS協定中是以大端字節序傳輸的。因此，即使裝置內部可能使用小端字節序儲存數據，通訊時也需要轉換為大端字節序。
C#大小端轉換函式
在C#中進行MODBUS通訊時，經常需要進行大小端字節序的轉換，因為MODBUS協定通常使用大端模式，而C#執行的系統可能是小端模式。
從大端轉換為小端
public static ushort BigEndianToLittleEndian(ushort bigEndianValue)
{
return (ushort)((bigEndianValue << 8) | (bigEndianValue >> 8));
}
從小端轉換為大端
public static ushort LittleEndianToBigEndian(ushort littleEndianValue)
{
return (ushort)((littleEndianValue >> 8) | (littleEndianValue << 8));
}
總之，MODBUS協定的大小端問題不僅僅是一個技術細節，它關系到整個自動化系統的穩定性和效率。隨著技術的不斷進步，對這些基礎知識的掌握將為工程師和開發者提供強大的支持，使他們能夠構建更加智慧、靈活和可靠的自動化解決方案。正確處理字節序，將為工業4.0時代的智慧系統鋪平道路。
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