Modbus功能码是Modbus协议中用于定义操作类型的指令代码，主设备通过功能码指示从设备执行特定操作，如数据读写或设备控制。常用功能码包括：0x01(读线圈状态)、0x02(读离散输入)、0x03(读保持寄存器)、0x04(读输入寄存器)用于数据读取;0x05(写单个线圈)、0x06(写单个寄存器)、0x0F(写多个线圈)、0x10(写多个寄存器)用于数据写入。功能码分为位操作(如线圈和离散输入)和字操作(如保持寄存器和输入寄存器)，支持单点或多点操作，是实现工业设备数据采集、参数配置和远程控制的核心机制。
一、Modbus功能码分类
Modbus功能码分为三类，具体分类及范围如下：
- 公共功能码：明确定义且唯一，通过MODBUS.org社区验证，可公开使用。例如，读写线圈、寄存器等基本操作。
- 用户自定义功能码：分为两个范围(十进制65-72和100-110)，允许用户自定义功能，但无法保证唯一性。需通过RFC流程才能转为公共功能码。
- 保留功能码：由部分公司用于旧产品，不对外公开。
| 类别 | 代码范围（十进制） | 说明 |
|---|---|---|
| 公共功能码 | 1-127 | 已定义功能，如0x01-0x1B等 |
| 用户自定义功能码 | 65-72. 100-110 | 用户可自定义，需通过RFC转为公共码 |
| 保留功能码 | 未公开范围 | 公司内部使用，不开放 |
二、公共功能码详解(常用功能码列表)
以下为常用公共功能码的用途及操作对象：
| 功能码（十六进制） | 名称 | 操作类型 | 数据模型 | 最大操作数量 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 读线圈状态 | 读 | 线圈（可读写） | 2000 | 监控开关、继电器状态 |
| 0x02 | 读离散输入状态 | 读 | 离散输入（只读） | 2000 | 读取按钮、传感器二进制输入 |
| 0x03 | 读保持寄存器 | 读 | 保持寄存器（可读写） | 125 | 读取设备参数（如温度设定值） |
| 0x04 | 读输入寄存器 | 读 | 输入寄存器（只读） | 125 | 采集模拟量（如温度、压力传感器） |
| 0x05 | 写单个线圈 | 写 | 单个线圈 | 1 | 控制单个设备开关 |
| 0x06 | 写单个保持寄存器 | 写 | 单个保持寄存器 | 1 | 修改设备参数（如速度设定） |
| 0x0F (15) | 写多个线圈 | 写 | 多个线圈 | 1968 | 批量控制设备开关 |
| 0x10 (16) | 写多个保持寄存器 | 写 | 多个保持寄存器 | 123 | 批量配置设备参数 |
| 0x17 (23) | 读写多个寄存器 | 读写 | 保持寄存器 | 125 | 同时读取和写入多寄存器 |
| 0x07 | 报告从设备ID | 诊断 | – | – | 获取从设备标识信息 |
| 0x2B | 设备诊断 | 诊断 | – | – | 通信链路测试或错误检测 |
注：异常响应码为正常功能码加0x80(如0x86表示写入单个寄存器异常)。
三、功能码请求与响应格式
以功能码0x01(读线圈)和0x06(写单个寄存器)为例：
1.0x01 读线圈
请求帧：[从机地址][0x01][起始地址高字节][起始地址低字节][线圈数量高字节][线圈数量低字节][CRC校验]
响应帧：[从机地址][0x01][字节数][线圈状态数据(按位打包)][CRC校验]
示例：读取线圈0x0001-0x000A(共10个线圈)，响应数据为2字节(16位，后6位补0)。
2.0x06 写单个寄存器
请求帧：[从机地址][0x06][寄存器地址高字节][寄存器地址低字节][写入值高字节][写入值低字节][CRC校验]
响应帧：与请求帧相同，表示操作成功。
四、Modbus RTU与ASCII模式的差异
| 特性 | RTU模式 | ASCII模式 |
|---|---|---|
| 数据编码 | 二进制直接传输 | 每个字节转为两个ASCII字符 |
| 起始/结束标志 | 无显式标志，靠时间间隔 | 以冒号“:”开始，CR/LF结束 |
| 校验方式 | CRC校验（16位） | LRC校验（8位） |
| 传输效率 | 高（数据密度大） | 低（数据体积翻倍） |
| 适用场景 | 实时性要求高的环境 | 设备不支持RTU定时管理时 |
示例：字节0x5B在ASCII模式下编码为字符“5”和“B”(ASCII码0x35和0x42)。
五、扩展说明
用户自定义功能码实现：用户可在65-72或100-110范围内定义功能码，但需注意与其他设备的兼容性。
保留功能码的特殊性：部分厂商(如台达电子)在RTU模式下支持0xFE等特殊功能码，用于旧设备兼容。
数据类型处理：寄存器数据支持多字节类型(如32位浮点数)，需按高/低字节顺序组合。
通过上述对照表及详解，可全面掌握Modbus功能码的核心逻辑与应用场景。实际开发中需结合设备手册确认具体实现细节。
