移植FreeModbus到usart3并运行示例代码分享

　　FreeModbus是Modbus的一个被广泛移植的实现。其源码在github，最新版是1.6。
　　FreeModbus支持Modbus功能码里的0x01~0x06，0x0F~0x11和0x17，对其他功能码比如异常诊断和事件计数等并没有提供支持，但并不影响Modbus的使用。
　　另外，FreeModbus仅提供了服务器（从机）的实现，客户端（主机）的实现可以在github上找到一些。
　　FreeModbus的文件主要在两个文件夹里，一个在/modbus/，一个在/demo/BARE/。前一个文件夹是协议的上层功能，包括协议的几个应用函数，基本不用修改。第二个文件夹有一个demo.c，是一个运行示例，也不需要修改。需要修改的是/demo/BARE/port/里的内容，这几个文件的功能完成了硬件的配置，包括串口和定时器的初始化，以及中断函数等。
　　对于STM32，FreeModbus的源码并没有给出示例，不过网上的相关移植已经有很多了，很容易就能找到，所以只需要复制/demo/BARE/port里的内容，然后稍微修改一下就好了。
　　一个个文件来说。
　　第一个是port.h，只需要包含库文件“stm32f10x.h”，并增加临界区的进入和离开指令即可。我这里使用的是__set_PRIMASK函数，关闭除了NMI和硬fault以外的中断。
　　#define ENTER_CRITICAL_SECTION（ ） __set_PRIMASK（1）; //disable interrupts
　　#define EXIT_CRITICAL_SECTION（ ） __set_PRIMASK（0）; //enable interrupts
　　第二个是portserial.c，需要填满几个串口的相关函数。
　　使能或失能串口发送完成中断和串口接收中断：
　　void
　　vMBPortSerialEnable（ BOOL xRxEnable， BOOL xTxEnable ）
　　{
　　/* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
　　* transmitter empty interrupts.
　　*/
　　if （xRxEnable == TRUE）
　　{
　　USART_ITConfig（USART3， USART_IT_RXNE， ENABLE）;
　　}
　　else if （xRxEnable == FALSE）
　　{
　　USART_ITConfig（USART3， USART_IT_RXNE， DISABLE）;
　　}
　　if （xTxEnable == TRUE）
　　{
　　USART_ITConfig（USART3， USART_IT_TC， ENABLE）;
　　}
　　else if （xTxEnable == FALSE）
　　{
　　USART_ITConfig（USART3， USART_IT_TC， DISABLE）;
　　}
　　}
　　初始化串口3和相应引脚，初始化NVIC。为了方便，这里就不管串口号、数据位、校验位了，只有波特率可以起作用：
　　BOOL
　　xMBPortSerialInit（ UCHAR ucPORT， ULONG ulBaudRate， UCHAR ucDataBits， eMBParity eParity ）
　　{
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOB， ENABLE）;
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_Init（GPIOB， &GPIO_InitStructure）;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
　　GPIO_Init（GPIOB， &GPIO_InitStructure）;
　　RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_USART3， ENABLE）;
　　USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
　　USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulBaudRate;
　　USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
　　USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
　　USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
　　USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
　　USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
　　USART_Init（USART3， &USART_InitStructure）;
　　USART_Cmd（USART3， ENABLE）;
　　vMBPortSerialEnable（FALSE， FALSE）;
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　return TRUE;
　　}
　　串口发送和接收：
　　BOOL
　　xMBPortSerialPutByte（ CHAR ucByte ）
　　{
　　/* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called
　　* by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty（ ） has been
　　* called. */
　　USART_SendData（USART3， ucByte）;
　　return TRUE;
　　}
　　BOOL
　　xMBPortSerialGetByte（ CHAR * pucByte ）
　　{
　　/* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called
　　* by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived（ ） has been called.
　　*/
　　*pucByte = USART_ReceiveData（USART3）;
　　return TRUE;
　　}
　　串口中断函数，只需要判断中断类型，并调用FreeModbus已经实现好的prvvUARTTxReadyISR和prvvUARTRxISR函数即可。注意到发送状态机在发送完毕后会关闭串口中断，所以不需要清零TC位；STM32F103的manual中讲到，TC不需要软清零，只需要读一下TC位，下次写TDR寄存器时就会自动清零；如果手动清零了TC位，那么下次要发送时，即使使能了TCIE，会因为TC=0无法进入中断。所以这里只读了一下TC寄存器，并不清零。另外因为STM32F103使能RXNE后，ORE也会触发中断，所以需要做相应的清除操作，否则就会卡在中断里：
　　void USART3_IRQHandler（ void ）
　　{
　　if（USART_GetITStatus（USART3， USART_IT_TC） == SET）
　　{
　　prvvUARTTxReadyISR（）;
　　}
　　if（USART_GetITStatus（USART3， USART_IT_RXNE） == SET）
　　{
　　prvvUARTRxISR（）;
　　}
　　else
　　{
　　USART_ClearITPendingBit（USART3， USART_IT_ORE）;
　　}
　　}
　　第三个是porttimer.c，也有几个函数需要填空。
　　初始化定时器和NVIC。这里用的是定时器2，挂在APB1上，我的APB1总线时钟是36MHz，所以预分频器设为36MHz/20kHz=1800：
　　BOOL
　　xMBPortTimersInit（ USHORT usTim1Timerout50us ）
　　{
　　RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2， ENABLE）;
　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = usTim1Timerout50us - 1;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 1800 - 1;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
　　TIM_TimeBaseInit（TIM2， &TIM_TimeBaseStructure）;
　　vMBPortTimersDisable（）;
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　return TRUE;
　　}
　　使能定时器（注意到这两个函数定义成了内嵌函数，可以让定时器启动和关闭更快）：
　　inline void
　　vMBPortTimersEnable（ ）
　　{
　　/* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit（ ） */
　　vMBPortTimersDisable（）;
　　TIM_Cmd（TIM2， DISABLE）;
　　TIM_SetCounter（TIM2， 0）;
　　TIM_ClearFlag（TIM2， TIM_FLAG_Update）;
　　TIM_ITConfig（TIM2， TIM_IT_Update， ENABLE）;
　　TIM_Cmd（TIM2， ENABLE）;
　　}
　　失能定时器：
　　inline void
　　vMBPortTimersDisable（ ）
　　{
　　/* Disable any pending timers. */
　　TIM_ITConfig（TIM2， TIM_IT_Update， DISABLE）;
　　TIM_Cmd（TIM2， DISABLE）;
　　}
　　定时器中断函数：
　　void TIM2_IRQHandler（void）
　　{
　　if （TIM_GetITStatus（TIM2， TIM_IT_Update） == SET）
　　{
　　TIM_ClearFlag（TIM2， TIM_FLAG_Update）;
　　prvvTIMERExpiredISR（）;
　　}
　　}
　　使用Modbus Poll来测试demo.c的运行情况，配置如下：
　　
　　
　　结果应该能看到地址为999的寄存器数据在变化，其他两个寄存器值都是0，说明协议已经移植成功了。