大小端模式起源
大端(Big Endian)和小端(Little Endian)的概念源于计算机科学中的字节序问题。大端模式中，数据的高位字节存储在低地址，而小端模式则相反。这两种模式的命名来源于Jonathan Swift的《格利佛游记》，其中描述了两个国家因为吃鸡蛋的方式不同而发生的战争，这被用来形象地描述字节序的差异。
什么是MODBUS大小端？
MODBUS协议中的"大小端"是指数据在内存中的字节序，即多字节数据的字节如何排列。在MODBUS通信中，尤其是MODBUS RTU模式，使用的是大端模式(Big Endian)。下面通过一个例子来说明大端和小端的区别。
假设我们有一个16位的寄存器值0x1234，需要通过MODBUS RTU协议发送这个值。
大端模式(Big Endian)下：数据的高位字节(MSB)存储在低地址处，低位字节(LSB)存储在高地址处。以0x1234为例，它在内存中的表示是：在MODBUS RTU协议中发送时，会先发送0x12，然后发送0x34。
①地址0x00: 0x12(高8位)
②地址0x01: 0x34(低8位)
小端模式(Little Endian)下：数据的低位字节存储在低地址处，高位字节存储在高地址处。同样以0x1234为例，它在内存中的表示是：如果一个使用小端模式的系统直接发送0x1234，它会先发送0x34，然后发送0x12。
①地址0x00: 0x34(低8位)
②地址0x01: 0x12(高8位)
大小端使用场景
在MODBUS通信中，主要有两种协议：MODBUS RTU和MODBUS TCP。这两种协议在字节序的使用上有所不同。
1、MODBUS RTU
它使用的是大端模式(Big Endian)。在MODBUS RTU协议中，所有的数据交换都是以大端字节序进行的。这意味着在发送和接收数据时，高位字节(MSB)总是被发送或接收在前，低位字节(LSB)在后。例如，如果有一个16位的寄存器值0x1234，在MODBUS RTU中会先发送0x12，然后发送0x34。
2、MODBUS TCP
MODBUS TCP协议本身并不规定字节序，因为它是在IP网络层面上运行的，而IP网络通信通常使用大端字节序。然而，当MODBUS TCP用于与MODBUS RTU设备通信时，它通常会遵循MODBUS RTU的约定，即使用大端模式。这是因为MODBUS TCP通常作为MODBUS RTU数据的封装，保持数据的一致性。
但是，如果MODBUS TCP用于其他上下文，比如在不同平台或设备之间的通信，可能需要根据接收端的字节序来转换数据。例如，如果一个使用小端字节序的设备接收到来自MODBUS TCP的数据，可能需要将数据从大端转换为小端，以确保数据的正确解释。
3、跨平台数据交换
当MODBUS通信涉及到不同硬件平台或操作系统时，字节序问题尤为重要。例如，如果一个使用小端字节序的PC机需要与使用大端字节序的嵌入式系统通信，就必须在发送和接收数据时进行字节序的转换。
4、设备配置和诊断
在设备配置和诊断过程中，如果涉及到读取或写入寄存器值，这些值在MODBUS协议中是以大端字节序传输的。因此，即使设备内部可能使用小端字节序存储数据，通信时也需要转换为大端字节序。
C#大小端转换函数
在C#中进行MODBUS通信时，经常需要进行大小端字节序的转换，因为MODBUS协议通常使用大端模式，而C#运行的系统可能是小端模式。
从大端转换为小端
public static ushort BigEndianToLittleEndian(ushort bigEndianValue)
{
return (ushort)((bigEndianValue << 8) | (bigEndianValue >> 8));
}
从小端转换为大端
public static ushort LittleEndianToBigEndian(ushort littleEndianValue)
{
return(ushort)((littleEndianValue >> 8) | (littleEndianValue<<8));
}
总之，MODBUS协议的大小端问题不仅仅是一个技术细节，它关系到整个自动化系统的稳定性和效率。随着技术的不断进步，对这些基础知识的掌握将为工程师和开发者提供强大的支持，使他们能够构建更加智能、灵活和可靠的自动化解决方案。正确处理字节序，将为工业4.0时代的智能系统铺平道路。
相关阅读
◆关于Modbus协议大端模式和小端模式的选择