# Modbus RTU 0x14 收发 ADU 示例

## 1. 示例条件

本示例使用功能码 `0x14` 读取文件记录，按照当前工程只处理一个子请求的格式编写。

```text
从站地址：        1
引用类型：        0x06
文件号：          0
起始记录号：      0
读取数量：        2个寄存器
第一个寄存器值：  0x1234
第二个寄存器值：  0x5678
```

## 2. 请求帧

### 2.1 完整请求 ADU

以下内容可以直接复制到十六进制串口助手发送：

```text
01 14 07 06 00 00 00 00 00 02 78 E5
```

请求帧长度为：

```text
12字节
```

### 2.2 请求帧解析

| 字节 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| `01` | 从站地址 | 从站地址为1 |
| `14` | 功能码 | 读取文件记录 |
| `07` | 后续字节数 | 一个子请求固定占7字节 |
| `06` | 引用类型 | Modbus文件记录规定为`0x06` |
| `00 00` | 文件号 | 文件0 |
| `00 00` | 起始记录号 | 从记录0开始 |
| `00 02` | 记录长度 | 读取2个16位寄存器 |
| `78 E5` | CRC16 | CRC低字节`78`在前，高字节`E5`在后 |

请求帧中参与CRC计算的是：

```text
01 14 07 06 00 00 00 00 00 02
```

计算得到：

```text
CRC16 = 0xE578
```

Modbus RTU发送CRC时低字节在前，因此帧尾为：

```text
78 E5
```

## 3. 正常响应帧

假设文件0的记录0和记录1分别保存：

```text
记录0 = 0x1234
记录1 = 0x5678
```

### 3.1 完整响应 ADU

```text
01 14 06 05 06 12 34 56 78 92 FE
```

响应帧长度为：

```text
11字节
```

### 3.2 响应帧解析

| 字节 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| `01` | 从站地址 | 响应来自从站1 |
| `14` | 功能码 | 读取文件记录 |
| `06` |响应数据总字节数 | 后续子响应共6字节 |
| `05` | 子响应长度 | 引用类型1字节加寄存器数据4字节 |
| `06` | 引用类型 | 固定为`0x06` |
| `12 34` | 第一个寄存器 | 值为`0x1234` |
| `56 78` | 第二个寄存器 | 值为`0x5678` |
| `92 FE` | CRC16 | CRC低字节`92`在前，高字节`FE`在后 |

响应帧中参与CRC计算的是：

```text
01 14 06 05 06 12 34 56 78
```

计算得到：

```text
CRC16 = 0xFE92
```

因此响应帧尾发送：

```text
92 FE
```

## 4. 长度计算

读取数量为 `quantity` 时，单子请求的请求帧长度固定为：

```text
12字节
```

正常响应中的字段为：

```text
子响应长度 = 1 + quantity × 2
响应数据总字节数 = 2 + quantity × 2
完整响应ADU长度 = 7 + quantity × 2
```

本例读取2个寄存器：

```text
子响应长度 = 1 + 2 × 2 = 5字节
响应数据总字节数 = 2 + 2 × 2 = 6字节
完整响应ADU长度 = 7 + 2 × 2 = 11字节
```

## 5. 与当前代码的对应关系

请求帧中的参数由以下代码解析：

```c
fileNumber = ModbusGetU16Be(&request[4]);
recordNumber = ModbusGetU16Be(&request[6]);
quantity = ModbusGetU16Be(&request[8]);
```

响应帧字段对应：

```c
ModbusTxFrame[0] = ModbusSlaveAddress;
ModbusTxFrame[1] = 0x14U;
ModbusTxFrame[2] = (uint8_t)(2U + quantity * 2U);
ModbusTxFrame[3] = (uint8_t)(1U + quantity * 2U);
ModbusTxFrame[4] = 0x06U;
```

如果后续将文件号改为标准的一基编号，即文件号使用 `1～16`，测试请求中的文件号需要由：

```text
00 00
```

改为：

```text
00 01
```

同时重新计算请求帧CRC。

## 6. 读取124个寄存器的示例

### 6.1 请求条件

```text
从站地址：    1
引用类型：    0x06
文件号：      0
起始记录号：  0
读取数量：    124个寄存器，即0x007C
```

### 6.2 完整请求ADU

以下请求可以直接复制到十六进制串口助手发送：

```text
01 14 07 06 00 00 00 00 00 7C F8 C5
```

请求帧长度为：

```text
12字节
```

请求帧解析如下：

| 字节 | 含义 |
|---|---|
| `01` | 从站地址为1 |
| `14` | 读取文件记录功能码 |
| `07` | 当前子请求包含7个字节 |
| `06` | 引用类型 |
| `00 00` | 文件号0 |
| `00 00` | 从记录0开始读取 |
| `00 7C` | 读取124个寄存器 |
| `F8 C5` | CRC低字节、CRC高字节 |

参与CRC计算的内容为：

```text
01 14 07 06 00 00 00 00 00 7C
```

计算结果为：

```text
CRC16 = 0xC5F8
```

因此请求帧末尾按照低字节在前的顺序发送：

```text
F8 C5
```

### 6.3 正常响应格式

读取124个寄存器时，寄存器数据占用：

```text
124 × 2 = 248字节 = 0xF8字节
```

子响应长度为：

```text
引用类型1字节 + 寄存器数据248字节
= 249字节
= 0xF9字节
```

响应数据总字节数为：

```text
子响应长度字段1字节 + 子响应249字节
= 250字节
= 0xFA字节
```

所以正常响应格式为：

```text
01 14 FA F9 06 [248字节寄存器数据] CRC低 CRC高
```

完整响应ADU长度为：

```text
从站地址1字节
+ 功能码1字节
+ 响应数据总字节数字段1字节
+ 子响应长度字段1字节
+ 引用类型1字节
+ 寄存器数据248字节
+ CRC 2字节
= 255字节
```

该响应可以放入当前工程的256字节发送缓冲区：

```c
static uint8_t ModbusTxFrame[256];
```

### 6.4 所有寄存器值均为0时的响应

假设读取的124个寄存器全部为 `0x0000`，响应帧的开头为：

```text
01 14 FA F9 06
```

随后是248个 `00` 数据字节，帧尾CRC为：

```text
6C 45
```

即：

```text
01 14 FA F9 06 [248个00] 6C 45
```

该响应的CRC计算值为：

```text
CRC16 = 0x456C
```

Modbus RTU按照低字节在前发送，因此CRC字段为：

```text
6C 45
```

### 6.5 对应的代码限制

发送缓冲区长度为256字节时，单个0x14子请求最多读取124个寄存器，因此数量检查应为：

```c
if ((quantity == 0U) || (quantity > 124U))
{
    ModbusSlaveStatistics.illegalValueCount++;
    return ModbusBuildException(
        request[1],
        MODBUS_EX_ILLEGAL_VALUE);
}
```

如果每个 `MODBUS_HISTORY_ITEM` 为520字节，即260个16位寄存器，还必须保证本次读取不超过当前文件：

```c
if (((uint32_t)recordNumber + quantity) > 260UL)
{
    ModbusSlaveStatistics.illegalAddressCount++;
    return ModbusBuildException(
        request[1],
        MODBUS_EX_ILLEGAL_ADDRESS);
}
```