工业通讯寄存器字节顺序分析说明

通信调试中，字节序是个常见概念，比如本地字节序、网络字节序。

字节存储机制又分两种：大端（Big-Endian）和小端（Little-Endian）。

MODBUS协议中同样存在字节序概念，存储机制同字节序。不同的是，MODBUS数据帧中对寄存器地址定义为大端字节序，但是数据部分在不同厂家的定义方式可能不同，甚*同一厂家某一型号设备中，对不同数据的字节序定义也不统一。

例如：01 03 04 12 34 56 78 81 07 （读保持寄存器响应报文）

其中，回复数据长度4Bytes, 原始数据为0X12345678，从报文看，其字节序即为大端。

但是，MODBUS寄存器在传输4字节浮点数时，有些设备厂家给出字序要求，声明字序为小端，即当原始数据是0X12345678时，传输它的报文字节流应该这样：

01 03 04 56 78 12 34 66 D5

使用IEEE 754规范，可进行字节顺序交换位置

Float Big-endian   字节顺序：A B C D

Float Little-endian   字节顺序：D C B A

Float Big-endian byte swap    字节顺序：B A D C

Float Little-endian byte swap    字节顺序：C D A B

假设存储表就是一张纸，当输入一个数据的时候，软件就会为我们开辟一个地址往表中存放数据，比如往这个地址写入一个四字节16进制数据：47 41 45 4D。

对存储表的高位和低位的理解，可以把每个空格都当作一个位置，从0~1000开始计数，写在*前的就是低位，比如说存放四个字母GAME的地址低位到高位就是G到E。

将数据放入寄存器中，可以把寄存器比做一个水桶，我们放入数据的时候肯定是把"水先倒到水桶的底部，比如，把GAME放入到水桶中的话，水桶中存放的数据就成了EMAG ，也就是 45 4D 41 47 （注意：计算机中每个字节存储的是两个16进制的字符）。

PLC 32位寄存器使用字，即使用两个16位的寄存器组成一个32位的寄存器。

日系（三菱）PLC的32位的寄存器高地位排列是高地址存高16位数据，低地址存低位16位数据。

欧系（西门子）PLC的32位的寄存器高地位排列是高地址存低16位数据，低地址存高16位数据。

在实际配置中，主要涉及到对modbus、PLC这些需要定义寄存器具体数据格式的场景，每家设备定义或者每个现场的设备程序不一样，数据解析处理的方式就有所区别了。 

如图，是铁牛智能网关产品关于modbus和西门子PLC寄存器解析方式配置说明：

Modbus 3号命令，保持寄存器

S7-1200  I 寄存器 （开关量输入）

S7-1200  M 寄存器 （开关量/模拟量）

S7-1200  DB块寄存器 （开关量/模拟量）

如图，是铁牛智能网关产品常用寄存器数据点位的寄存器解析配置示例：

数据类型：包括浮点、整形、布尔、字符串；

读写方向：包括只读、只写、读写；

寄存器类型：包括开关量输入、开关量读写、模拟量输入、模拟量读写，对应modbus 2号命令、1 5号命令、4号命令、3 6 16号命令；

寄存器地址：根据设备寄存器点表进行配置，modbus默认从0开始（即40001）；

解析方式：包括常用的数据解析类型，见上图“Modbus 3号命令，保持寄存器”；

位偏移：单个寄存器内BIT位，用于存放开关量信号，比如一个modbus寄存器包括16位；

BCD码解析：是否将模拟量数据按照BCD码（二-十进制码）处理。（注：BCD 码 (Binary-Coded Decimal)亦称二进码十进制数或二-十进制代码。 用 4 位二进制数来表示 1 位十进制数中的 0～9 这 10 个数字。）

铁牛智能网关结合Tnbuild工程软件，基本可以实现对工业现场数据类型解析全覆盖，如果遇到特殊的数据解析规则，我们可以根据实际需求进行对接开发、灵活配置，实现工业现场通讯的高效处理和灵活传输！