电机Modbus接口：历史寄存器表与待确认契约

这是一份电机控制项目的历史接口草案。原笔记包含串口设置、四类数据表和操作流程，但未附固件、设备型号或抓包，不能据此认定当前设备已经实现这些地址。

下面完整保留原地址与字段，并将字序、命令触发和故障处理中的矛盾写明。实际交付接口前，应由固件与上位机共同确认版本、有效范围、数据类型和验收报文。

1. 通信设置与地址口径

项目	历史记录
模式	Modbus RTU，从站地址1
外设	USART2
串口	115200 bit/s，8数据位、无校验、1停止位，即8N1
各数据空间预留范围	0x0000～0x00FF
下表地址	作为PDU中的零基地址解释；落地前与实际固件核对

串行规范常规字符格式为11位：8E1，或无校验时8N2。8N1是很多设备采用的配置变体，不能把这份项目记录写成标准唯一格式；通信双方及RTU计时必须匹配。软件配置为115200也不代表线路质量和收发方向时序已经验收。串行规范

四个数据空间地址相同并不冲突；通过功能码区分。预留范围不意味着256个地址全部实现，未定义地址应有明确异常行为。

2. 保持寄存器：参数

读取0x03，写单字0x06，写多个字0x10（十进制16）。32位字段建议用一次0x10写两个字，固件验证完整值后一起提交；仅一次请求也不自动保证业务任务读取时的原子性。

地址	字段	历史布局与单位	待确认事项
0000～0001	目标转速	0000低16位，0001高16位；RPM	有符号性、方向、允许范围
0002～0003	目标位置	低字在前；度×100	绝对/模圈位置、有符号性、越界策略
0004	加速度系数	1～100，默认3	系数含义、实际物理量与生效时机
0005	减速度系数	1～100，默认10	同上；是否允许运行时改变
0006～0007	相对位置	低字在前；度×100	正负方向、单次最大位移

表内地址为十六进制。系数不能没有公式就换算为确定的加速度；低/高字布局来自原稿，不代表通用设备约定。

3. 线圈：命令与开关

读取0x01，写单线圈0x05，写多个线圈0x0F（十进制15）。下面保留原稿语义，最后一列指出需要解决的冲突。

地址	名称	原稿值定义	触发契约
0000	启动伺服	1启动，0无动作	原稿称上升沿；须定义清零、重复1和确认方式
0001	停止伺服	1停止，0无动作	原稿称边沿；须定义停止优先级与完成条件
0002	“急停”软件命令	1触发，0无动作	仅保留原名称；不能替代独立安全急停回路
0003	回原点	1执行，0无动作	原稿称边沿；须定义忙碌时重复请求
0004	报警复位	1复位，0无动作	原稿称边沿；须定义不可复位故障的返回状态
0005	连续运行	1运行，0停止连续运行	值定义是电平状态，与“边沿触发”标注矛盾
0006	相对定位	1执行，0无动作	原稿称边沿；重复触发可能造成重复位移
0007	标定开关	1开始，0停止标定	值定义是电平状态，与“边沿触发”标注矛盾
0008	Modbus使能	1使能，0禁用	值定义是电平状态；禁用后恢复路径不清楚

一种待确认的修订方案是：连续运行、标定开关和通信使能按电平处理，其余使用带确认的一次性命令；或统一设计命令编号及结果寄存器。不能一边写“写0无动作”，一边要求写0停止，也不能把“重复写1是否重执行”留给两端各自猜测。

若采用边沿，应明确谁清零、何时允许下一命令；仅依靠主站快速写1再写0可能在轮询任务看到前已被覆盖。异常或丢失响应后也要考虑命令是否已经执行，不能无条件重发相对定位。

4. 离散输入：状态

全部使用0x02读取。以下是原稿的9个状态位，名称本身不定义更新周期和有效性。

地址	状态	1 / 0
0000	报警状态	有报警 / 正常
0001	零速状态	零速 / 非零速运行状态
0002	目标到达	到达 / 未到达
0003	伺服就绪	就绪 / 未就绪
0004	回原点完成	完成 / 未完成
0005	定位完成	完成 / 未完成
0006	Modbus通信正常	正常 / 异常，具体含义未定义
0007	标定完成	完成 / 未完成
0008	电机运行	运行 / 停止

需要补充零速阈值/滞回、到位窗口，以及“完成位”是当前状态还是上一次命令的锁存结果。新命令开始时若未正确清理旧完成位，上位机可能把旧结果当成这次完成。

通信已经断开时无法靠再读取0006检测断线。主站应根据最后一次合法响应时间、连续超时和本地连接状态判断数据是否陈旧；设备端状态位只能作为联通时的辅助信息。

5. 输入寄存器：测量与诊断

使用0x04读取。原稿共占用10个16位寄存器：

地址	字段	历史布局与单位
0000～0001	当前转速	低字在前，32位，RPM
0002～0003	当前位置	低字在前，32位，度×100
0004～0005	当前槽数	低字在前，32位；计数定义待确认
0006～0007	滑动误差	低字在前，32位；单位与符号待确认
0008	报警代码	16位；需配套码表
0009	通信错误计数	16位；计数类型、回绕/饱和及复位条件待确认

固件应先取一致快照，再把32位值拆为两个寄存器。上位机一次读取两个字，可以避免两次请求跨更新周期，但仍依赖固件快照契约，不能保证任务恰在拆字中途更新的值一致。

6. 明确字节序与32位字序

每个16位寄存器的两个线上字节按高字节在前发送；两个寄存器组成32位数时，哪一字先出现由设备接口定义。本项目原记录明确低16位在低地址，因此应称低字在前、字内高字节在前，不能笼统称“整个32位大端”。

值	低地址寄存器	高地址寄存器	线上数据字节
1000 RPM：000003E8	03E8	0000	03 E8 00 00
360.00度：36000=00008CA0	8CA0	0000	8C A0 00 00

下面验证这种约定的整数编码。signed=True是示例可选能力，不表示原固件已支持有符号位置；双方必须先确认。

import struct


def encode_integer32(value, *, signed=False):
    if isinstance(value, bool) or not isinstance(value, int):
        raise TypeError("value must be an integer")
    low, high = (-(1 << 31), (1 << 31) - 1) if signed else (0, (1 << 32) - 1)
    if not low <= value <= high:
        raise ValueError("value is outside the selected 32-bit range")
    bits = value & 0xFFFFFFFF
    return struct.pack(">HH", bits & 0xFFFF, bits >> 16)


def decode_integer32(data, *, signed=False):
    low_word, high_word = struct.unpack(">HH", data)
    bits = (high_word << 16) | low_word
    return bits - (1 << 32) if signed and bits & 0x80000000 else bits


if __name__ == "__main__":
    assert encode_integer32(1000) == bytes.fromhex("03 E8 00 00")
    assert encode_integer32(36000) == bytes.fromhex("8C A0 00 00")
    assert decode_integer32(encode_integer32(-9000, signed=True), signed=True) == -9000
    print(encode_integer32(1000).hex(" "))

这段代码不处理浮点IEEE 754格式，也不把角度单位自动转换为整数。度×100的量化、四舍五入规则、有效范围及溢出拒绝策略需要额外规定。

7. 把控制流程写成可验收的状态变化

原基本流程为：写目标转速→写启动线圈→观察零速状态→写停止线圈。补齐后应先确认就绪/无报警，再一次写入完整目标并读回；提交启动后观察对应命令结果及实际转速，停止后确认速度确实回到定义的零速范围。寄存器回显仅说明协议层处理结果。

原相对定位流程为：写0006～0007相对位置→触发线圈0006→观察离散输入0005。需要避免旧完成位和重复触发，记录此次命令的开始、忙碌、完成或失败状态。

测试顺序保留为：只读通信与诊断→参数写入/读回→受控动作→持续状态监测。另加入非法地址、非法值、报文中断、超时、重复命令、断线恢复、上电默认值与32位边界。错误计数为零不是线路健康的充分证据。

通信禁用与软件停止应定义本地恢复/互锁机制。软件线圈“急停”无法代替具有独立失效处理的安全回路；是否允许故障后自动恢复运动必须由设备控制设计明确，不能由上位机重连行为隐式决定。

此表是可评审的历史契约，不是已实机验证的控制说明。配套：地址映射、主站事务。来源：通信参数原稿。