【STM32F411 Nucleo试用体验】(三)ModBus通讯协议层（RTX系统）

ti

ModBus 协议上一贴已经做了一些介绍。这里讲一下ModBus协议部分的基本流程。数据包由串口和定时器配合接收放在分配给串口的缓冲区里。首先判断主机是否是跟本机地址通讯，接着判断数据CRC校检是否正确，然后判断功能码是哪一个，再对功能码进行相应的处理，最会发送响应或者主机请求的数据。/************************************************************************************
数据处理程序接口，这里把串口缓冲区的数据复制到 ModBus公共缓冲区，
如果使用多路ModBus，可以在Target处添加
************************************************************************************/
void ModBusHandle(uint8_t *SorcDataBuf,uint8_t *Sorclen,osThreadId TskId,USART_TypeDef* Target)
{
      MdBsHandle_TypeDef MdBsHandle_Structure;
      uint8_t DataNum = 0;
      RecvBufLength = *Sorclen;
      MdBsHandle_Structure.SorcTskID = TskId;
      if(Target == USART1)
            MdBsHandle_Structure.SendTarget = 1;

      for(;DataNum<=*Sorclen;DataNum++)
      {
            RecvDataBuf[DataNum] = *(SorcDataBuf);
            SorcDataBuf++;
      }
      *Sorclen = 0;
      ModBusDataRecv(MdBsHandle_Structure);
}
/************************************************************************************
CRC校检的程序
************************************************************************************/

      uint8_t  auchCRCLo[] =
      {
      0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
      0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
      0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
      0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
      0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
      0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
      0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
      0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
      0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
      0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
      0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
      0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
      0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
      0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
      0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
      0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
      0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
      0x40
      };

      uint8_t auchCRCHi[] =
      {
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
      0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
      0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
      0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
      0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
      0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
      0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
      0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
      0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
      0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
      0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
      0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
      0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
      0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
      0x40
      };

unsigned short CRC16(unsigned char *puchMsg,unsigned short usDataLen)
{
      unsigned char uchCRCHi = 0xFF;
      unsigned char uchCRCLo = 0xFF;
      unsigned uIndex;
      while (usDataLen--)
      {
            uIndex = uchCRCLo ^ *puchMsg++;
            uchCRCLo = uchCRCHi ^ auchCRCHi[uIndex];
            uchCRCHi = auchCRCLo[uIndex];
      }
            return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo);
}

/************************************************************************************
03号功能码，主机通过03功能码读取本机数据，如果通讯有误，返回错误码。
附件的工程里有部分程序的注释。16号功能码就不贴出来了，附件功能里面有。
主机可以通过16功能码向本机写入数据。
************************************************************************************/
void MosBusF03(uint8_t *ADUPtr)
{
      uint16_t StAddr ;
      uint16_t Quantity;

      StAddr = ADUPtr[2]<<8|ADUPtr[3];
      Quantity = ADUPtr[4]<<8|ADUPtr[5];

      if((Quantity>=0x001)&&(Quantity<=0x007d))
      {
            if((StAddr             {
                     if(ReadHoldReg(ADUPtr+3,StAddr,Quantity))
                     {
                              *(ADUPtr+2) = Quantity*2;
                              RecvBufLength = 3+Quantity*2;
                              return;
                     }
                     else
                              ADUPtr[2] = 0x04;
            }
            else
                     ADUPtr[2] = 0x02;
      }
      else
            ADUPtr[2] = 0x03;

      ADUPtr[1]+=0x80;

      RecvBufLength = 3;
}

/************************************************************************************
读多个寄存器
************************************************************************************/

uint8_t ReadHoldReg(uint8_t *DataPtr,uint16_t StAddr ,uint16_t Quantity)
{
      uint8_t i;
      uint16_t       Value;
      for(i=0;i       {
            Value=MB_GetRegValue(StAddr+i);
            *(DataPtr+i*2) = (uint8_t)(Value>>8);                      //ÏÈ´«¸ßÎ»
            *(DataPtr+i*2+1) = (uint8_t)Value;                               //ºó´«µÍÎ»
      }
      return 1;
}

/************************************************************************************
读保持寄存器的值，可以根据项目需求自行编写这个函数
************************************************************************************/

uint16_t MB_GetRegValue(uint16_t Address)
{
      if(Address<5000)
      {
            uint16_t *pdata = (uint16_t*)&SensorData_Structure.temperature;
            HoldRegBuf[Address] = *(pdata+Address);
      }

      return HoldRegBuf[Address];
}

数据回发之前要添加发送CRC校检，数据回发通过DMA方式发送，上一贴有介绍。

实际测试发送10000多次无误码，没耐心测试了~ 回头有机会让电脑跑个通宵。大家可以测试一下，可以保证无误码出现。下面是通讯截图，和数据波形。

测试软件用的是 ModBus Poll

通讯波形

解析一下通讯数据，可以看到是从基地址01，功能码03。

硬件连线，使用的是 USART1

ModBusPol.rar (3.46 MB, 下载次数: 23 )

[STM32F411 Nucleo试用](三)ModBus通讯协议层（RTX系统）.zip (19.46 MB, 下载次数: 137 )