Modbus RTU协议中，单个从站地址(即一个设备地址)在一次通信中能够发送或接收的最大数据量主要由协议规范、功能码限制以及物理层帧长度共同决定。以下从多个角度详细分析：
一、协议层面的帧结构限制
1. Modbus RTU帧的最大总长度
根据资料，Modbus RTU帧的最大长度为256字节。此长度包含所有字段：
地址字段(1字节)
功能码(1字节)
数据字段(N字节)
CRC校验码(2字节)
因此，数据字段的最大理论容量为：
256字节−1(地址)−1(功能码)−2(CRC)=252字节256字节−1(地址)−1(功能码)−2(CRC)=252字节
这意味着单个帧中数据字段的最大值为252字节。
2. 帧间隔时间限制
Modbus RTU通过3.5个字符时间的空闲间隔(t3.5)区分帧的起始和结束。若帧过长，可能导致接收端因超时判定帧不完整，因此实际应用中需结合波特率调整帧长度。
二、功能码对数据量的限制
不同功能码对读写操作的数据量有具体限制，主要分为以下两类：
1. 读取操作（如功能码03/04）
功能码03（读保持寄存器）
每个寄存器占2字节，协议规定一次请求最多读取125个寄存器(即250字节数据)。
响应帧的数据字段包含：
字节数(1字节，值为125×2=250)
寄存器数据(125×2=250字节)
总数据字段长度为251字节(1+250)，满足252字节的限制。
功能码04（读输入寄存器）
部分设备可能限制更严格。例如，某些模块一次最多读取60个寄存器(120字节数据)，但理论上仍可扩展至125个寄存器。
2. 写入操作（如功能码16）
功能码16（写多个寄存器）
请求帧的数据字段包含：
起始地址(2字节)
寄存器数量(2字节)
字节数(1字节，值为M×2)
寄存器数据(M×2字节)
协议规定一次最多写入123个寄存器(246字节数据)，总数据字段长度为：
2+2+1+246=251字节2+2+1+246=251字节
符合252字节的限制。
3. 其他功能码的限制示例
| 功能码 | 操作类型 | 最大数据量（字节） | 说明 |
|---|---|---|---|
| 01 | 读线圈 | 2000位（250字节） | 每个线圈占1位 |
| 15 | 写多个线圈 | 1968位（246字节） | 数据字段包含位映射 |
| 23 | 读写多个寄存器 | 读125字，写121字 | 部分设备支持组合操作 |
三、设备与物理层的影响
1. 设备实现差异
尽管协议规定了理论最大值，但实际设备可能因内存、处理能力或厂商规范而限制更小。例如：
某些PLC一次最多写入125个字(250字节)。
某模块限制功能码04最多读取60个寄存器(120字节)。
2. 物理层限制
RS-485总线：通常支持32个节点，长距离通信时需降低波特率以减少干扰。
帧超时：高波特率下，长帧可能导致接收端因字符间隔超时丢弃数据。
四、总结与建议
1. 协议理论最大值：
单帧数据字段上限：252字节。
2. 功能码相关限制：
读操作：125个寄存器(250字节)
写操作：123个寄存器(246字节)
3. 实际应用建议：
优先参考设备手册，确认具体功能码支持的数据量。
对于大数据传输，分批发送请求以避免帧超时或设备溢出。
优化波特率与帧长度平衡，确保通信稳定性。
通过以上分析，可以明确Modbus RTU中单个地址的数据传输能力受多因素制约，需结合协议规范、功能码特性及设备实现综合考量。
