第四课 · 实战：用串口调试助手读取称重变送器

前三课讲了串口原理、Modbus RTU 协议和称重传感器的标定原理。这一课全部落地：只用一个 USB 转 RS485 模块和免费的串口调试助手，亲手读出变送器里的重量值，再顺手把秤清零。

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全课围绕一句话展开——只要懂这串代码：01 03 00 00 00 03 05 CB，Modbus 就入门了。

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1. 准备与接线

需要的硬件只有两样：

• USB 转 RS485 模块（十几块钱，电脑插上就多出一个 COM 口）
• RS485 称重变送器（本系列统一用 SJ101CX）

接线只有两根线，遵循 A 接 A、B 接 B：

接好后打开设备管理器确认 COM 口号，打开串口调试助手，选择对应 COM 口，参数按变送器出厂默认设置：

参数	值
波特率	9600
数据位	8
校验位	无
停止位	1

这四个参数必须和变送器完全一致，否则收到的是乱码或干脆没有应答。

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2. 寄存器表：构造报文的"地图"

发报文之前先查手册里的寄存器表，这是整个实战最重要的一张表：

协议地址	内容	说明
0 ~ 1	重量	32 位有符号数，占两个寄存器
2	精度	小数位数，比如 2 表示两位小数
4	置零	写 1 执行清零（去皮）

两个关键点：

1. 重量是 32 位的，横跨地址 0 和 1 两个寄存器。16 位寄存器最大只能存 65535，工业称重远远不够，所以要用两个拼成 32 位。
2. 要"顺便"把精度也读出来，就要一次读 3 个寄存器（地址 0 开始，数量 3）。

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3. 构造读取报文：01 03 00 00 00 03 05 CB

一帧 RTU 报文 = 地址 + 功能码 + 数据 + CRC。逐字节拆开这帧请求：

字节	值	含义
1	01	从站地址（变送器拨码设的站号 1）
2	03	功能码：读保持寄存器
3-4	00 00	起始地址 0（重量寄存器的开头）
5-6	00 03	寄存器数量 3 个（重量 2 个 + 精度 1 个）
7-8	05 CB	CRC16 校验（低位在前）

CRC 不能手算也不能背，它是对前 6 个字节做 CRC16 算法得出的两个字节的校验值。调试助手一般能自动附加 CRC；自己写程序时用代码现算，粘错一个 CRC 总线上的设备就会直接丢弃这帧。

点击发送，模块立刻应答：

01 03 06 00 03 E6 70 00 02 D2 27

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4. 解析应答：为什么是 6 个数据字节

紧跟功能码的那个 06 是数据字节数：

为什么是 6？1 个寄存器 = 16 位 = 2 字节，读了 3 个寄存器，就是 3 × 2 = 6 字节。这是检查应答是否合法的第一道关卡：字节数和寄存器数量对不上，说明通讯出了问题。

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5. 高低 16 位拼接：255600 → 2556.00 kg

6 个数据字节分三组：

字节	含义
00 03	重量的高 16 位
E6 70	重量的低 16 位
00 02	精度：2 位小数

把高 16 位和低 16 位拼成一个 32 位数：

0x0003E670 = 255600（十进制）

注意 255600 还不是公斤，它只是变送器内部的整数值。精度寄存器告诉我们小数点在哪：精度 = 2，就把小数点向左移两位——

255600 ÷ 100 = 2556.00 kg

实际项目里变送器的小数位数是可设置的，所以规范做法永远是"重量值 × 精度"一起读，动态移小数点，而不是写死除以 100。

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6. 有符号数与负数：补码

计算机底层只有 0 和 1，数据分有符号 / 无符号两种解读：

• 无符号 16 位：0 ~ 65535
• 有符号 16 位：-32768 ~ +32767，最高位是 1 就代表负数

那负重量在报文里长什么样？比如秤上挂了 -10 kg：

-10 的 32 位补码 = 0xFFFF FFF6

推导方法：10 的十六进制是 0x0000 000A，取反加一（补码规则）得到 0xFFFF FFF6。

好消息是：只要解析程序里把变量声明成有符号整型（C 的 int32_t、C# 的 int、PLC 的 D 寄存器按有符号读），它会自动完成补码换算，直接得到 -10，不需要手工转换。

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7. 清零（去皮）：写单个寄存器

秤台上放着包装箱，你想把这部分重量当"皮重"去掉，让读数归零。查表：地址 4，写 1 即清零。

用 06 功能码（写单个寄存器）构造报文：

01 06 00 04 00 01 09 CB
│  │  │───│ │───│ └─ CRC
│  │  │   │ └─ 数据：写 1
│  │  └─ 寄存器地址 4（置零）
│  └─ 功能码 06：写单个寄存器
└─ 站号 1

发送后模块会原样回显这条指令——06 写指令的应答就是请求本身。看到回显就知道清零成功，再发一次读取指令，重量值已经归零。

注意：置零只在空载附近的小范围内有效（防误操作），大重量压秤时发置零指令会被拒绝。

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8. 本课小结

整个流程五步：

1. 接线：USB 转 RS485，A-A、B-B，串口参数 9600/8/N/1
2. 查表：重量在地址 0-1（32 位），精度在地址 2，置零在地址 4
3. 读：01 03 00 00 00 03 05 CB → 01 03 06 00 03 E6 70 00 02 D2 27
4. 换算：高 16 位拼低 16 位 → 255600 → 按精度 2 移小数点 → 2556.00 kg
5. 写：清零用 01 06 00 04 00 01 09 CB，回显即成功

常见问题速查：

现象	原因
完全无应答	A/B 接反、站号不对、串口参数不一致
应答乱码	波特率/校验位不匹配
助手提示 CRC 错误	报文抄错、或助手没开 CRC 附加
读出的数字巨大无比	字序没处理，见第五课"高低字大坑"

下一篇（第五课）就把电脑换成 PLC，让整套读取流程自动跑起来。