1.范围
MODBUS是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。互联网组织能够使TCP/IP栈上保留系统端口502访问MODBUS。
Modbus是一个请求/应答协议，并且提供功能码规定的服务。Modbus功能码是Modbus请求/应答PDU的元素。
1.1规范性文件
① RFC791,互联网协议
② MODBUS协议参考指南
目前，使用下列情况实现MODBUS：
Ⅰ 以太网上的TCP/IP
Ⅱ 各种媒体（有线：EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A；光纤、无线等等）上的异步串行传输。
MODBUS PLUS，一种高速令牌传递网络。
2. 缩略语
ADU 应用数据单元
HDLC 高级数据链路控制
HMI 人机界面
IETF 因特网工程工作组
I/O 输入/输出设备
IP 互联网协议
MAC 介质访问控制
MB MODBUS协议
MBAP MODBUS协议
PDU 协议数据单元
PLC 可编程逻辑控制器
TCP 传输控制协议
3.概要
MODBUS协议允许在各种网络体系结构内进行简单通信
每种设备（PLC、HMI、控制面板、驱动程序、动作控制、输入/输出设备）都能使用MODBUS协议来启动远程操作。
在基于串行链路和以太TCP/IP网络的MODBUS上可以进行相同通信。
一些网关允许在几种使用MODBUS协议的总线或网络之间进行通信。
4.描述
① 协议描述
MODBUS协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上的MODBUS协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引入一些加域。
启动MODBUS事务处理的客户机创建MODBUS应用数据单元。功能码向服务器指示将执行那种操作。
MODBUS协议建立了客户机启动的请求格式。
用一个字节编码MODBUS数据单元的功能码域。有效的码字范围是十进制1-225（128-255为异常响应保留）。当从客户机向服务器设备发送报文时，功能码域通知服务器执行那种操作。
向一些功能码加入子功能码来定义多项操作。
从客户机向服务器设备发送的报文数据域包括附加信息，服务器使用这个信息执行功能码定义的操作。这个域还包括离散项目和寄存器地址、处理的项目数量以及域中的实际数据字节数。
在某种请求中，数据域可以使不存在的（0长度），在此情况下服务器不需要任何附加信息。功能码仅说明操作。
如果在一个正确接收的MODBUS ADU中，不出现与请求MODBUS功能有关的差错，那么服务器至客户机的响应数据域包括请求数据。 如果出现于请求MODBUS功能有关的差错，那么域包括一个异常码，服务器应用能够使用这个域确定下一个执行的操作。
当服务器对客户机响应时，它使用功能码域来指示正常（无差错）响应或者出现某种差错（称为异常响应）。对于一个正常的响应来说，服务器仅对原始功能码响应。
对于异常响应，服务器返回一个与原始功能码等同的码，设置该原始功能码的最高有效位为逻辑1。
注释：需要管理超时，以便明确地等待可能不会出现的应答。
串行链路上第一个MODBUS执行的长度约束限制了MODBUS PDU大小（最大 RS485ADU=256字节）
因此，对串行链路通信来说，MODBUS PDU = 256 - 服务器地址（1字节）- CRC（2字节） = 253字节
从而：
RS232/RS485 ADU = 253字节 + 服务器地址（1 byte）+ CRC（2字节）= 256字节
TCP MODBUS ADU = 249字节 + MBAP（7字节） = 256字节
MODBUS协议定义了三种PDU：
① MODBUS请求PDU mb_req_pdu
mb_req_pdu = { function_code, request_data }
function_code：一个字节 MODBUS功能码
request_data ：n 个字节，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。
② MODBUS响应PDU mb_rsp_pdu
mb_rsp_pdu = { function_code , response_data }
function_code : 一个字节，MODBUS功能码
response_data：N个字节，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。
③ MODBUS异常响应PDU mb-excep_rsp_pdu
mb-excep_rsp_pdu = {function_code , request_data }
function_code : 1个字节 MODBUS功能码 + 0x80
request_data : 1个字节 MODBUS异常码
② 数据编码
发射多个字节时，先发送最高有效位
如果是16比特，0x1234 先发送0x12 再发送0x34
③MODBUS事务处理过程
一旦服务器处理请求，使用合适的MODBUS服务器事务建立MODBUS响应
根据处理结果，可以建立两种类型响应：
一、 一个正MODBUS响应
响应功能码 = 请求功能码
二、 一个MODBUS异常响应
用来客户机提供处理过程中与被发现的差错相关的信息
响应功能码 = 请求功能码 + 0x80
提供一个异常码来指示差错原因
5. 功能码分类
有三类MODBUS功能码
Ⅰ 公共功能码
是较好地被定义的功能码， 保证是唯一的，MODBUS组织可以改变的， 公开证明的， 具有可用的一致性测试， MB IETF RFC中证明的，包含已被定义的公共指配功能码和未来使用的未指配保留功能码
Ⅱ 用户定义功能码
有两个用户定义功能码的定义范围，即65至72和十进制100至110，用户没有MODBUS组织的任何批准就可以选择和实现一个功能码，不能保证被选功能码的使用是唯一的，如果用户要重新设置功能作为一个公共功能码，那么用户必须启动RFC，以便将改变引入公共分类中，并且指配一个新的公共功能码。
Ⅲ 保留功能码
一些公司对传统产品通常使用的功能码，并且对公共使用时无效的功能码。