Modbus 寄存器
线圈和寄存器
前面介绍 Modbus 的内容中多次提到线圈（coil）和寄存器（register）的概念，尤其是 Modbus 功能码 中，操作的对象基本上都是线圈和寄存器。
在 Modbus 协议中之所以仍然称为线圈和寄存器，完全是历史原因。在 PLC 应用领域，一个线圈就代表一个 PLC 输出点，也称为输出继电器。通过控制线圈导通与否来改变继电器输出状态，实现弱电控制强电。
但实际上，在如今的 Modbus 设备中，它们都只是对应一块内存区域而已。其中，线圈代表位操作（bit），表示一个布尔变量；寄存器代表字操作（word），表示一个整型变量（当然也可以通过多个字的组合，表示浮点数以及其他复合数据结构）。在 Modbus 协议中，字（word）的长度是 16 位，即 2 个字节。
寄存器种类说明
在 Modbus 协议中，所有数据均存放于寄存器中。根据存放的数据类型以及各自读写特性，可以将寄存器分为四个部分，这四个部分可以连续也可以不连续，完全由开发者决定。
下表展示了四类寄存器的含义以及与 PLC 的类比。
| 寄存器种类 | 含义 | PLC | 示例 |
|---|---|---|---|
| 线圈状态 （Coil Status） | 输出端口（可读可写） | DO（数字量输出） | 电磁阀输出、LED 显示 |
| 离散输入状态 （Input Status） | 输入端口（只读） | DI（数字量输入） | 拨码开关、微动开关 |
| 保持寄存器 （Holding Register） | 输出参数（可读可写） | AO（模拟量输出） | PID 运行参数、阈值上下限 |
| 输入寄存器 （Input Register） | 输入参数（只读） | AI（模拟量输入） | 传感器数据输入 |
寄存器地址分配
Modbus 寄存器地址分配如下表所示，同样参照了 PLC 寄存器地址的分配方法。
| 寄存器种类 | 寄存器PLC地址 | 寄存器Modbus协议地址 | 简称 |
|---|---|---|---|
| 线圈状态 | 00001~09999 | 0000H~FFFFH | 0x |
| 离散输入状态 | 10001~19999 | 0000H~FFFFH | 1x |
| 保持寄存器 | 40001~49999 | 0000H~FFFFH | 4x |
| 输入寄存器 | 30001~39999 | 0000H~FFFFH | 3x |
该表中的 PLC 地址可以理解为 Modbus 协议地址的变种，在触摸屏和 PLC 编程中应用较为广泛。
- 寄存器 PLC 地址指存放于控制器中的地址，这些控制器可以是 PLC，也可以是触摸屏，或者文本显示器。PLC 地址一般采用十进制描述，共有 5 位，其中第一位数字代表寄存器类型。
- 寄存器 Modbus 协议地址指的是通信时使用的寄存器寻址地址，例如 PLC 地址 40001 对应寻址地址 0x0000，40002 对应寻址地址 0x0001。寄存器寻址地址一般使用十六进制描述。
细心的你会发现，PLC 寄存器地址 40003 对应的协议地址是 0x0002，PLC 寄存器地址 30003 对应的协议地址也是 0x0002，虽然通信时使用两个相同的 Modbus 协议地址，但是因为不同寄存器的功能码是不相同的，因此并不存在访问冲突。