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如何将FreeModbus移植到STM32平台上去

modbus是什么?
如何将FreeModbus移植到STM32平台上?



回帖(4)

王刚

2021-11-17 15:10:53
  modbus是一个非常好的串口协议(当然也能用在网口上),它简洁、规范、强大。可以满足大部分的工业、嵌入式需求。我写的这个四个寄存器都可以用(输入寄存器、保持寄存器、线圈寄存器、离散寄存器)。不像别的代码,就只能用输入寄存器、保持寄存器。
  这里详细说下如何将freemodbus移植到stm32平台。我下载的版本是1.6,我会在我的下载链接里面加上1.6的freemodbus压缩包以及我已经移植好的stm32 for freemodbus版本。我上传的移植好的绝对没问题,经过多个板子测试。这里编译器使用的是keil5.28,单片机用的是STM32F103RCT6。
  移植到VET6以及ZET6的话只需要改一下选择的芯片就好,改法:点击魔法棒 - 》Device,然后找到自己用的芯片就好了,因为这三款都是大容量的,所以只需要改这里:小容量的比如stm32f103c8t6啥的请看这个教程改芯片,教程连接,单击即可跳转,我也测试编译了,但是由于手上没单片机,就没实测。
  
  
  这里1.6的freemodbus压缩包也可以在官网下载,官网下载链接:freeModbus官网从机下载链接
  我的压缩包里面也有,在文章的最后面可以下载。
  1. 下载好之后,解压得到如下内容:
  
  我们需要的是modbus这个文件夹,和demo-》BARE下的port文件夹。
  2. 添加文件到工程
  准备一个STM32的工程文件夹,带嵌入式系统ucos、freeRTOS等的工程也是一样的,在工程文件夹下新建一个文件夹:FreeModbus。将第一步获取的两个文件夹放到里面。
  
  打开工程,添加两个Add Group,名字分别为modbus和modbus_port。将这两个文件夹下的C文件都添加进来,tcp相关的除外。
  
  
  添加文件包含路径,添加这几个文件夹里面头文件的位置:
  
  添加后如下图
  
  添加好了之后编译有两个错误,如下图,先不管他,我们先完善文件
  
  3. 完善portserial.c文件
  该文件就是modbus通信中用到的串口的初始化配置文件。我这里选择usart1,波特率9600.
  第一次打开这个文件,内容如下:
  * ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
  void
  vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
  {
  /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
  * transmitter empty interrupts.
  */
  }
  BOOL
  xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
  {
  return FALSE;
  }
  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. */
  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.
  */
  return TRUE;
  }
      认真看一下函数名字,你会发现这些函数分别是:串口使能、串口初始化、发送一个字节、接收一个字节等等。
  完善后代码如下,也可以直接复制整个内容替换文件内容:
  /*
  * FreeModbus Libary: BARE Port
  * Copyright (C) 2006 Christian Walter 《wolti@sil.at》
  *
  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  *
  * File: $Id: portserial.c,v 1.1 2006/08/22 21:35:13 wolti Exp $
  */
  #include “port.h”
  #include “stm32f10x.h”
  #include “bsp_usart1.h”
  /* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
  #include “mb.h”
  #include “mbport.h”
  /* ----------------------- static functions ---------------------------------*/
  static void prvvUARTTxReadyISR( void );
  static void prvvUARTRxISR( void );
  /* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
  void
  vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
  {
  /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
  * transmitter empty interrupts.
  */
  //STM32串口接收中断使能
  if(xRxEnable == TRUE)
  {
  //UART中断使能
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
  }
  else
  {
  //禁止接收和接收中断
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
  }
  //STM32串口发送中断使能
  if(xTxEnable == TRUE)
  {
  //使能发送中断
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
  }
  else
  {
  //禁止发送中断
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);
  }
  }
  BOOL
  xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
  {
  //串口初始化
  USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);
  USART_NVIC();
  return TRUE;
  }
  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. */
  //串口发送函数
  USART_SendData(USART1, 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.
  */
  //串口接收函数
  *pucByte = USART_ReceiveData(USART1);
  return TRUE;
  }
  /* Create an interrupt handler for the transmit buffer empty interrupt
  * (or an equivalent) for your target processor. This function should then
  * call pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) which tells the protocol stack that
  * a new character can be sent. The protocol stack will then call
  * xMBPortSerialPutByte( ) to send the character.
  */
  static void prvvUARTTxReadyISR( void )
  {
  pxMBFrameCBTransmitterEmpty( );
  }
  /* Create an interrupt handler for the receive interrupt for your target
  * processor. This function should then call pxMBFrameCBByteReceived( )。 The
  * protocol stack will then call xMBPortSerialGetByte( ) to retrieve the
  * character.
  */
  static void prvvUARTRxISR( void )
  {
  pxMBFrameCBByteReceived( );
  }
  /**
  * @brief This function handles usart1 Handler.
  * @param None
  * @retval None
  */
  //串口中断函数
  void USART1_IRQHandler(void)
  {
  //发生接收中断
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
  {
  prvvUARTRxISR(); //串口接收中断调用函数
  //清除中断标志位
  USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
  }
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_ORE) == SET)
  {
  USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_ORE);
  prvvUARTRxISR(); //串口发送中断调用函数
  }
  //发生完成中断
  if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET)
  {
  prvvUARTTxReadyISR();
  //清除中断标志
  USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC);
  }
  }
       其中USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);和 USART_NVIC();是串口初始化的代码,我专门弄了一个.c和.h文件来放置这个文件,这两个文件在我的工程里面的HARDWARE文件夹下,也可以直接去拷贝,具体代码如下:
  bsp_usart1.c
  #include “bsp_usart1.h”
  uint8_t SendBuff[SENDBUFF_SIZE];
  /**
  * @brief USART1 GPIO 配置,工作模式配置。9600 8-N-1
  * @param 无
  * @retval 无
  */
  void USART1_Config(uint16_t buad)
  {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  /* config USART1 clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  /* USART1 GPIO config */
  /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  /* USART1 mode config */
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = buad;
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
  //USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);
  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);
  }
  /**
  * @brief USART1 中断 配置
  * @param 无
  * @retval 无
  */
  void USART_NVIC(void)
  {
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  /* Configure one bit for preemption priority */
  //NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
  /* 配置中断源 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  }
  /// 重定向c库函数printf到USART1
  int fputc(int ch, FILE *f)
  {
  /* 发送一个字节数据到USART1 */
  USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
  /* 等待发送完毕 */
  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
  return (ch);
  }
  /// 重定向c库函数scanf到USART1
  int fgetc(FILE *f)
  {
  /* 等待串口1输入数据 */
  while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
  return (int)USART_ReceiveData(USART1);
  }
  /*********************************************END OF FILE**********************/
       bsp_usart1.h
  #ifndef __USART1_H
  #define __USART1_H
  #include “stm32f10x.h”
  #include 《stdio.h》
  #define USART1_DR_Base 0x40013804 // 0x40013800 + 0x04 = 0x40013804
  #define SENDBUFF_SIZE 5000
  void USART1_Config(uint16_t buad);
  void USART1_DMA_Config(void);
  void USART_NVIC(void);
  #endif /* __USART1_H */
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王桂荣

2021-11-17 15:12:12
4. 完善porttimer.c文件
  modbus工作时需要一个定时器,所以这里配置一个定时器。定时器时基是50us,周期做为参数输入。这里注意我们这里面的inline void vMBPortTimersEnable( )以及inline void vMBPortTimersDisable( )函数需要去掉前面的inline,具体改好的代码如下:
  /* ----------------------- Platform includes --------------------------------*/
  #include “port.h”
  #include “bsp_timer2.h”
  /* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
  #include “mb.h”
  #include “mbport.h”
  /* ----------------------- static functions ---------------------------------*/
  static void prvvTIMERExpiredISR( void );
  /* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
  BOOL
  xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
  {
  timer2_init(usTim1Timerout50us);
  timer2_nvic();
  return TRUE;
  }
  void vMBPortTimersEnable( )
  {
  /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
  TIM_SetCounter(TIM2,0x0000);
  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
  }
  void vMBPortTimersDisable( )
  {
  /* Disable any pending timers. */
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);
  TIM_SetCounter(TIM2,0x0000);
  TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
  }
  /* Create an ISR which is called whenever the timer has expired. This function
  * must then call pxMBPortCBTimerExpired( ) to notify the protocol stack that
  * the timer has expired.
  */
  static void prvvTIMERExpiredISR( void )
  {
  ( void )pxMBPortCBTimerExpired( );
  }
  void TIM2_IRQHandler(void)
  {
  if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
  prvvTIMERExpiredISR();
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
  }
  }
      其中 timer2_init(usTim1Timerout50us) 和 timer2_nvic() 是timer2初始化函数,我也同样建立了一个.c和一个.h文件保存,这两个文件在我的工程里面的HARDWARE文件夹下,也可以直接去拷贝,内容如下:
  bsp_timer2.c
  #include “bsp_timer2.h”
  void timer2_init(uint16_t period)
  {
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  TIM_DeInit(TIM2);
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = period;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (1800 - 1);
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
  }
  void timer2_nvic(void)
  {
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  }
  bsp_timer2.h
  #ifndef __TIMER2_H
  #define __TIMER2_H
  #include “stm32f10x.h”
  void timer2_init(uint16_t period);
  void timer2_nvic(void);
  #endif /* __TIMER2_H */
  这样,两个文件就补充好了,接下来需要我们将bsp_usart1.h和bsp_timer2.h的文件路径加入我们的工程,如下图:
  
  此时编译会提示我们没有加入官方库函数,我们现在导入
  
  我的提示官方标准库里面的一些关于tim函数没找到,代表我们没加入的stm32f10x_tim.c文件,加入就好了,你们的还可能提示关于usart的文件没找到,加入stm32f10x_usart.c就好,这个我就不写教程了,不会的话建议重新学stm32,加入后如图:
  
  接下来在编译,会发现就只报4个错误了,提示4个文件未定义,如下图:
  
  跟我一样的情况就继续往下,不是一样的就检查检查,或者再来一遍。一样的话建议先保存一个副本,防止下面的操作出问题,然后又得重新开始。有副本的话可以继续从这里开始。
  5、在main.c文件中定义各个模拟寄存器的地址和大小。
  将下面的宏定义放到我们main.c 声明头文件结束之后
  /* ----------------------- Defines ------------------------------------------*/
  //输入寄存器起始地址
  #define REG_INPUT_START 0x0000
  //输入寄存器数量
  #define REG_INPUT_NREGS 8
  //保持寄存器起始地址
  #define REG_HOLDING_START 0x0000
  //保持寄存器数量
  #define REG_HOLDING_NREGS 8
  //线圈起始地址
  #define REG_COILS_START 0x0000
  //线圈数量
  #define REG_COILS_SIZE 16
  //开关寄存器起始地址
  #define REG_DISCRETE_START 0x0000
  //开关寄存器数量
  #define REG_DISCRETE_SIZE 16
  /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  //输入寄存器内容
  uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
  //输入寄存器起始地址
  uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
  //保持寄存器内容
  uint16_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
  //保持寄存器起始地址
  uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
  //线圈状态
  uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
  //开关输入状态
  uint8_t ucRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
  6.补全输入寄存器操作函数、保持寄存器操作函数、线圈操作函数、离散寄存器函数
  在main.c文件里面更改int main()函数对modbus功能进行初始化,设置地址和波特率。这部分内容可以参考官方资料里的例程,也可以直接复制别人写好的。这是我写好的代码:
  /**
  * @brief 主函数
  * @param 无
  * @retval 无
  */
  int main(void)
  {
  //初始化 RTU模式 参数二:不用管,参数3:从机地址为1 参数4:9600 参数5:无效验
  eMBInit(MB_RTU, 0x01, 0x01, 9600, MB_PAR_NONE);
  eMBEnable();
  for(;;)
  {
  (void)eMBPoll();
  }
  }
  /*********************************************END OF FILE**********************/
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegInputCB
  * 功 能:读取输入寄存器,对应功能码是 04 eMBFuncReadInputRegister
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNRegs: 要读取的寄存器个数
  * 出口参数:
  * 注 意:上位机发来的 帧格式是: SlaveAddr(1 Byte)+FuncCode(1 Byte)
  * +StartAddrHiByte(1 Byte)+StartAddrLoByte(1 Byte)
  * +LenAddrHiByte(1 Byte)+LenAddrLoByte(1 Byte)+
  * +CRCAddrHiByte(1 Byte)+CRCAddrLoByte(1 Byte)
  * 3 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
  {
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  int iRegIndex;
  if( ( usAddress 》= REG_INPUT_START )
  && ( usAddress + usNRegs 《= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )
  {
  iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );
  while( usNRegs 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] 》》 8 );
  *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegHoldingCB
  * 功 能:对应功能码有:06 写保持寄存器 eMBFuncWriteHoldingRegister
  * 16 写多个保持寄存器 eMBFuncWriteMultipleHoldingRegister
  * 03 读保持寄存器 eMBFuncReadHoldingRegister
  * 23 读写多个保持寄存器 eMBFuncReadWriteMultipleHoldingRegister
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNRegs: 要读写的寄存器个数
  * eMode: 功能码
  * 出口参数:
  * 注 意:4 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
  {
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  int iRegIndex;
  if((usAddress 》= REG_HOLDING_START)&&
  ((usAddress+usNRegs) 《= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
  {
  iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
  switch(eMode)
  {
  case MB_REG_READ://读 MB_REG_READ = 0
  while(usNRegs 》 0)
  {
  *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] 》》 8);
  *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF);
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  break;
  case MB_REG_WRITE://写 MB_REG_WRITE = 0
  while(usNRegs 》 0)
  {
  usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ 《《 8;
  usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  }
  }
  else//错误
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  extern void xMBUtilSetBits( UCHAR * ucByteBuf, USHORT usBitOffset, UCHAR ucNBits,
  UCHAR ucValue );
  extern UCHAR xMBUtilGetBits( UCHAR * ucByteBuf, USHORT usBitOffset, UCHAR ucNBits );
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegCoilsCB
  * 功 能:对应功能码有:01 读线圈 eMBFuncReadCoils
  * 05 写线圈 eMBFuncWriteCoil
  * 15 写多个线圈 eMBFuncWriteMultipleCoils
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 线圈地址
  * usNCoils: 要读写的线圈个数
  * eMode: 功能码
  * 出口参数:
  * 注 意:如继电器
  * 0 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils,
  eMBRegisterMode eMode )
  {
  //错误状态
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  //寄存器个数
  int16_t iNCoils = ( int16_t )usNCoils;
  //寄存器偏移量
  int16_t usBitOffset;
  //检查寄存器是否在指定范围内
  if( ( (int16_t)usAddress 》= REG_COILS_START ) &&
  ( usAddress + usNCoils 《= REG_COILS_START + REG_COILS_SIZE ) )
  {
  //计算寄存器偏移量
  usBitOffset = ( int16_t )( usAddress - REG_COILS_START );
  switch ( eMode )
  {
  //读操作
  case MB_REG_READ:
  while( iNCoils 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t )( iNCoils 》 8 ? 8 : iNCoils ) );
  iNCoils -= 8;
  usBitOffset += 8;
  }
  break;
  //写操作
  case MB_REG_WRITE:
  while( iNCoils 》 0 )
  {
  xMBUtilSetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t )( iNCoils 》 8 ? 8 : iNCoils ),
  *pucRegBuffer++ );
  iNCoils -= 8;
  }
  break;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegDiscreteCB
  * 功 能:读取离散寄存器,对应功能码有:02 读离散寄存器 eMBFuncReadDiscreteInputs
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNDiscrete: 要读取的寄存器个数
  * 出口参数:
  * 注 意:1 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
  {
  //错误状态
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  //操作寄存器个数
  int16_t iNDiscrete = ( int16_t )usNDiscrete;
  //偏移量
  uint16_t usBitOffset;
  //判断寄存器时候再制定范围内
  if( ( (int16_t)usAddress 》= REG_DISCRETE_START ) &&
  ( usAddress + usNDiscrete 《= REG_DISCRETE_START + REG_DISCRETE_SIZE ) )
  {
  //获得偏移量
  usBitOffset = ( uint16_t )( usAddress - REG_DISCRETE_START );
  while( iNDiscrete 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegDiscreteBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t)( iNDiscrete 》 8 ? 8 : iNDiscrete ) );
  iNDiscrete -= 8;
  usBitOffset += 8;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  
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王茜

2021-11-17 15:12:27
同时这里需要在main.c文件里面加入如下两个头文件
  #include “mb.h”
  #include “mbutils.h”
    完整的main.c文件内容如下:
  #include “led.h”
  #include “delay.h”
  #include “sys.h”
  #include “mb.h”
  #include “mbutils.h”
  /* ----------------------- Defines ------------------------------------------*/
  //输入寄存器起始地址
  #define REG_INPUT_START 0x0000
  //输入寄存器数量
  #define REG_INPUT_NREGS 8
  //保持寄存器起始地址
  #define REG_HOLDING_START 0x0000
  //保持寄存器数量
  #define REG_HOLDING_NREGS 8
  //线圈起始地址
  #define REG_COILS_START 0x0000
  //线圈数量
  #define REG_COILS_SIZE 16
  //开关寄存器起始地址
  #define REG_DISCRETE_START 0x0000
  //开关寄存器数量
  #define REG_DISCRETE_SIZE 16
  /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  //输入寄存器内容
  uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
  //输入寄存器起始地址
  uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
  //保持寄存器内容
  uint16_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
  //保持寄存器起始地址
  uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
  //线圈状态
  uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
  //开关输入状态
  uint8_t ucRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
  /**
  * @brief 主函数
  * @param 无
  * @retval 无
  */
  int main(void)
  {
  //初始化 RTU模式 参数二:不用管,参数3:从机地址为1 参数4:9600 参数5:无效验
  eMBInit(MB_RTU, 0x01, 0x01, 9600, MB_PAR_NONE);
  eMBEnable();
  for(;;)
  {
  (void)eMBPoll();
  }
  }
  /*********************************************END OF FILE**********************/
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegInputCB
  * 功 能:读取输入寄存器,对应功能码是 04 eMBFuncReadInputRegister
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNRegs: 要读取的寄存器个数
  * 出口参数:
  * 注 意:上位机发来的 帧格式是: SlaveAddr(1 Byte)+FuncCode(1 Byte)
  * +StartAddrHiByte(1 Byte)+StartAddrLoByte(1 Byte)
  * +LenAddrHiByte(1 Byte)+LenAddrLoByte(1 Byte)+
  * +CRCAddrHiByte(1 Byte)+CRCAddrLoByte(1 Byte)
  * 3 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
  {
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  int iRegIndex;
  if( ( usAddress 》= REG_INPUT_START )
  && ( usAddress + usNRegs 《= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )
  {
  iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );
  while( usNRegs 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] 》》 8 );
  *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegHoldingCB
  * 功 能:对应功能码有:06 写保持寄存器 eMBFuncWriteHoldingRegister
  * 16 写多个保持寄存器 eMBFuncWriteMultipleHoldingRegister
  * 03 读保持寄存器 eMBFuncReadHoldingRegister
  * 23 读写多个保持寄存器 eMBFuncReadWriteMultipleHoldingRegister
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNRegs: 要读写的寄存器个数
  * eMode: 功能码
  * 出口参数:
  * 注 意:4 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
  {
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  int iRegIndex;
  if((usAddress 》= REG_HOLDING_START)&&
  ((usAddress+usNRegs) 《= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
  {
  iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
  switch(eMode)
  {
  case MB_REG_READ://读 MB_REG_READ = 0
  while(usNRegs 》 0)
  {
  *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] 》》 8);
  *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF);
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  break;
  case MB_REG_WRITE://写 MB_REG_WRITE = 0
  while(usNRegs 》 0)
  {
  usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ 《《 8;
  usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
  iRegIndex++;
  usNRegs--;
  }
  }
  }
  else//错误
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  extern void xMBUtilSetBits( UCHAR * ucByteBuf, USHORT usBitOffset, UCHAR ucNBits,
  UCHAR ucValue );
  extern UCHAR xMBUtilGetBits( UCHAR * ucByteBuf, USHORT usBitOffset, UCHAR ucNBits );
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegCoilsCB
  * 功 能:对应功能码有:01 读线圈 eMBFuncReadCoils
  * 05 写线圈 eMBFuncWriteCoil
  * 15 写多个线圈 eMBFuncWriteMultipleCoils
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 线圈地址
  * usNCoils: 要读写的线圈个数
  * eMode: 功能码
  * 出口参数:
  * 注 意:如继电器
  * 0 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils,
  eMBRegisterMode eMode )
  {
  //错误状态
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  //寄存器个数
  int16_t iNCoils = ( int16_t )usNCoils;
  //寄存器偏移量
  int16_t usBitOffset;
  //检查寄存器是否在指定范围内
  if( ( (int16_t)usAddress 》= REG_COILS_START ) &&
  ( usAddress + usNCoils 《= REG_COILS_START + REG_COILS_SIZE ) )
  {
  //计算寄存器偏移量
  usBitOffset = ( int16_t )( usAddress - REG_COILS_START );
  switch ( eMode )
  {
  //读操作
  case MB_REG_READ:
  while( iNCoils 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t )( iNCoils 》 8 ? 8 : iNCoils ) );
  iNCoils -= 8;
  usBitOffset += 8;
  }
  break;
  //写操作
  case MB_REG_WRITE:
  while( iNCoils 》 0 )
  {
  xMBUtilSetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t )( iNCoils 》 8 ? 8 : iNCoils ),
  *pucRegBuffer++ );
  iNCoils -= 8;
  }
  break;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  /****************************************************************************
  * 名 称:eMBRegDiscreteCB
  * 功 能:读取离散寄存器,对应功能码有:02 读离散寄存器 eMBFuncReadDiscreteInputs
  * 入口参数:pucRegBuffer: 数据缓存区,用于响应主机
  * usAddress: 寄存器地址
  * usNDiscrete: 要读取的寄存器个数
  * 出口参数:
  * 注 意:1 区
  ****************************************************************************/
  eMBErrorCode
  eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
  {
  //错误状态
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  //操作寄存器个数
  int16_t iNDiscrete = ( int16_t )usNDiscrete;
  //偏移量
  uint16_t usBitOffset;
  //判断寄存器时候再制定范围内
  if( ( (int16_t)usAddress 》= REG_DISCRETE_START ) &&
  ( usAddress + usNDiscrete 《= REG_DISCRETE_START + REG_DISCRETE_SIZE ) )
  {
  //获得偏移量
  usBitOffset = ( uint16_t )( usAddress - REG_DISCRETE_START );
  while( iNDiscrete 》 0 )
  {
  *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegDiscreteBuf, usBitOffset,
  ( uint8_t)( iNDiscrete 》 8 ? 8 : iNDiscrete ) );
  iNDiscrete -= 8;
  usBitOffset += 8;
  }
  }
  else
  {
  eStatus = MB_ENOREG;
  }
  return eStatus;
  }
  如果你没有这些头文件:
  #include “led.h”
  #include “delay.h”
  #include “sys.h”
     就将其换成
  #include “stm32f10x.h”
  7. 修改mbrtu.c文件
  否则modbus从机收到命令后,只会返回一次数据。在函数“eMBRTUSend”中,函数在mbrtu.c文件里面。修改后的代码如下:
  eMBErrorCode
  eMBRTUSend( UCHAR ucSlaveAddress, const UCHAR * pucFrame, USHORT usLength )
  {
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  USHORT usCRC16;
  ENTER_CRITICAL_SECTION( );
  /* Check if the receiver is still in idle state. If not we where to
  * slow with processing the received frame and the master sent another
  * frame on the network. We have to abort sending the frame.
  */
  if( eRcvState == STATE_RX_IDLE )
  {
  /* First byte before the Modbus-PDU is the slave address. */
  pucSndBufferCur = ( UCHAR * ) pucFrame - 1;
  usSndBufferCount = 1;
  /* Now copy the Modbus-PDU into the Modbus-Serial-Line-PDU. */
  pucSndBufferCur[MB_SER_PDU_ADDR_OFF] = ucSlaveAddress;
  usSndBufferCount += usLength;
  /* Calculate CRC16 checksum for Modbus-Serial-Line-PDU. */
  usCRC16 = usMBCRC16( ( UCHAR * ) pucSndBufferCur, usSndBufferCount );
  ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 & 0xFF );
  ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 》》 8 );
  /* Activate the transmitter. */
  eSndState = STATE_TX_XMIT;
  //启动第一次发送,这样才可以进入发送完成中断
  xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );
  pucSndBufferCur++; /* next byte in sendbuffer. */
  usSndBufferCount--;
  //修改了从这里往下
  //使能发送状态,禁止接收状态
  vMBPortSerialEnable( FALSE, TRUE );
  }
  else
  {
  eStatus = MB_EIO;
  }
  EXIT_CRITICAL_SECTION( );
  return eStatus;
  }
  8. 修改mbconfig.h文件
  取消对ASCII的支持。
  #define MB_ASCII_ENABLED ( 0 )
  #define MB_ASCII_TIMEOUT_SEC ( 0 )
  这里再编译就会发现没有错误了,有4个警告,四个警告都是说与0比较无意义,因为我们四个寄存器的起始地址都为0x0000,所以这里不用管它,等哪天公司要求改地址啥的方好直接改宏定义就好了。
  
  跟我一样的情况就继续往下,不是一样的就检查检查,或者再来一遍。一样的话建议先保存一个副本,防止下面的操作出问题,然后又得重新开始。有副本的话可以继续从这里开始。
  
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郑玉兰

2021-11-17 15:12:30
9. 修改一些细节,让我们读取写入的时候地址不会自动加一,使读写的地址准确:
  需要修改四个文件,分别为mbfunccoils.c、mbfuncdisc.c、mbfuncholding.c、mbfuncinput.c
  直接去对应的文件搜索:usRegAddress++;
  然后屏蔽掉。
  mbfunccoils.c里面有三处
  mbfuncdisc.c里面有一处
  mbfuncholding.c里面有三处
  mbfuncinput.c里面有一处
  修改后就可以使读写地址不会自动加1了,如果疑问心比较强的同学也可以不屏蔽测测。
  10. modbus通信格式以及寄存器功能码。
  
  10.1 通信格式:
  这个长度是根据我的代码来的。
  10.2 功能码详解
  modbus完整支持很多功能码,但是实际在应用的时候常用的也就那么几个。具体如下:
  0x01: 读线圈寄存器
  0x02: 读离散输入寄存器
  0x03: 读保持寄存器
  0x04: 读输入寄存器
  0x05: 写单个线圈寄存器
  0x06: 写单个保持寄存器
  0x0f: 写多个线圈寄存器
  0x10: 写多个保持寄存器
  如上所示一共8种功能码。这其中有涉及到线圈、离散输入、保持、输入四种寄存器。这名字也不知道谁起的,让人看了一点不通俗易懂,搞得晕晕乎乎。实际上你要是看清他的本质就很简单了。下面分别解释一下:
  线圈寄存器,实际上就可以类比为开关量,没一个bit都对应一个信号的开关状态。所以一个byte就可以同时控制8路的信号。比如控制外部8路io的高低。 线圈寄存器支持读也支持写,写在功能码里面又分为写单个线圈寄存器和写多个线圈寄存器。对应上面的功能码也就是:0x01 0x05 0x0f
  离散输入寄存器,如果线圈寄存器理解了这个自然也明白了。离散输入寄存器就相当于线圈寄存器的只读模式,他也是每个bit表示一个开关量,而他的开关量只能读取输入的开关信号,是不能够写的。比如我读取外部按键的按下还是松开。所以功能码也简单就一个读的 0x02
  保持寄存器,这个寄存器的单位不再是bit而是两个byte,也就是可以存放具体的数据量的,并且是可读写的。比如我我设置时间年月日,不但可以写也可以读出来现在的时间。写也分为单个写和多个写,所以功能码有对应的三个:0x03 0x06 0x10
  输入寄存器,只剩下这最后一个了,这个和保持寄存器类似,但是也是只支持读而不能写。一个寄存器也是占据两个byte的空间。类比我我通过读取输入寄存器获取现在的AD采集值。对应的功能码也就一个 0x04
  11. 保存,编译,下载。使用专用的modbus工具测试
  工具在我上传的资源文件里面,自行下载。
  工具配置如下:
  
  modbus指令格式如下:
  
  咱们这里设置如下:01 04 00 00 00 01,功能码04,起始地址0,数据长度1.校验码没有写怎么办?
  这就是这个工具的便利之处!我们不用管,它会自动计算!直接点击发送即可。得到结果如下:
  
  可以看到下面的框里,绿色的是我们发送的内容,最后两位是工具自动补上的。蓝色内容是单片机(也就是modbus从机)返回给我们的。读取的内容是输入寄存器04里面的00 00地址的数据,数据内容为10 00
  12. 广播地址回复设置
  这里我们发送广播地址是没有回复的,想要有回复的话在mb.c文件里面的函数eMBPoll( void )里面屏蔽掉一个if条件,下面是我屏蔽好的。这个根据自己的需求来
  eMBErrorCode
  eMBPoll( void )
  {
  static UCHAR *ucMBFrame;
  static UCHAR ucRcvAddress;
  static UCHAR ucFunctionCode;
  static USHORT usLength;
  static eMBException eException;
  int i;
  eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
  eMBEventType eEvent;
  /* Check if the protocol stack is ready. */
  if( eMBState != STATE_ENABLED )
  {
  return MB_EILLSTATE;
  }
  /* Check if there is a event available. If not return control to caller.
  * Otherwise we will handle the event. */
  if( xMBPortEventGet( &eEvent ) == TRUE )
  {
  switch ( eEvent )
  {
  case EV_READY:
  break;
  case EV_FRAME_RECEIVED:
  eStatus = peMBFrameReceiveCur( &ucRcvAddress, &ucMBFrame, &usLength );
  if( eStatus == MB_ENOERR )
  {
  /* Check if the frame is for us. If not ignore the frame. */
  if( ( ucRcvAddress == ucMBAddress ) || ( ucRcvAddress == MB_ADDRESS_BROADCAST ) )
  {
  ( void )xMBPortEventPost( EV_EXECUTE );
  }
  }
  break;
  case EV_EXECUTE:
  ucFunctionCode = ucMBFrame[MB_PDU_FUNC_OFF];
  eException = MB_EX_ILLEGAL_FUNCTION;
  for( i = 0; i 《 MB_FUNC_HANDLERS_MAX; i++ )
  {
  /* No more function handlers registered. Abort. */
  if( xFuncHandlers[i].ucFunctionCode == 0 )
  {
  break;
  }
  else if( xFuncHandlers[i].ucFunctionCode == ucFunctionCode )
  {
  eException = xFuncHandlers[i].pxHandler( ucMBFrame, &usLength );
  break;
  }
  }
  /*这里的代码含义,如果请求没有发送到广播地址我们返回一个回复。*/
  /*我屏蔽了,发送广播地址也要求回复*/
  // if( ucRcvAddress != MB_ADDRESS_BROADCAST )
  // {
  if( eException != MB_EX_NONE )
  {
  /* An exception occured. Build an error frame. */
  usLength = 0;
  ucMBFrame[usLength++] = ( UCHAR )( ucFunctionCode | MB_FUNC_ERROR );
  ucMBFrame[usLength++] = eException;
  }
  if( ( eMBCurrentMode == MB_ASCII ) && MB_ASCII_TIMEOUT_WAIT_BEFORE_SEND_MS )
  {
  vMBPortTimersDelay( MB_ASCII_TIMEOUT_WAIT_BEFORE_SEND_MS );
  }
  eStatus = peMBFrameSendCur( ucMBAddress, ucMBFrame, usLength );
  // }
  break;
  case EV_FRAME_SENT:
  break;
  }
  }
  return MB_ENOERR;
  }
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