PC和单片机通过MODBUS RTU通信

最近研究了一下MODBUS通信，在STC12C5A60S2单片机上实现了MODBUS协议的部分功能，方便上位机从单片机系统上获取数据，比如由单片机获取的温度、湿度、或者控制信号的状态等。有了MODBUS协议后，上位机的开发就很方便了，可以使用C#等高级语言通过串口通信，或者使用组态王直接通过串口通信而不需要写代码，这些都归功于MODBUS协议的开放性，很多的组态软件都能提供对他的支持。甚至通过PLC直接可以和单片机通信，比如在PLC系统上没有AD时，可以使用单片也来进行AD，然后通过MODBUS返回给PLC进行相应的控制。

通过MODBUS协议可以实现主机和多个从机进行通谢，而每个从机有唯一的地址，主机就靠这个地址和从机进行通信。每一帧数据都要通过CRC进行校验，保证通信的正确性。

在进行多机通信时只需要把每个从机的串口并到一起即可，见后面的图。

单片机中3号功能的核心代码如下：

unsigned char createRespond_M(unsigned char *respondMessage,unsigned char* _messageReceived ,unsigned int* _registerData)
{
    unsigned char  i,j;
    unsigned char  numberOfPoints = 0;
    unsigned char _slaveAddress = 0 ;
    unsigned char  bytesToSend = 0;
    unsigned char  startAddress=0;
    unsigned char crcCalculation[]={0,0,0};

    unsigned int CntHi = _messageReceived[4];  //将其转换为int型，然后放到高8位。
    CntHi = CntHi<<8;                    
    numberOfPoints = CntHi| _messageReceived[5];

    if(numberOfPoints > MaxnumberOfPoints)
    {
        return  0;
    }
    
    bytesToSend = 2 * numberOfPoints +5;
    _slaveAddress = _messageReceived[0];
    respondMessage[0] = _slaveAddress;
    respondMessage[1] = 3;
    respondMessage[2] =2 * numberOfPoints;
    startAddress = (((unsigned int)(_messageReceived[2])) << 8) | _messageReceived[3];
    j= 0;
    for (i = 0; i < numberOfPoints; i++)
    {
        respondMessage[i + j + 3] = ((_registerData[startAddress + i] >> 8) & 0xff);
        respondMessage[i + j + 4] =(_registerData[startAddress + i] & 0xff);
        j++;
    }
    calculateCRC(respondMessage, bytesToSend - 2,crcCalculation);
    respondMessage[bytesToSend - 2] = crcCalculation[0];
    respondMessage[bytesToSend - 1] = crcCalculation[1];
    return bytesToSend;
}
//对接收的数据进行CRC检验，同时判断是否为Address所指定的从机地址和是否为function3功能。
bit CheckRecData(unsigned char * RecData,unsigned char Address)
{
    if(RecData[0] == Address && RecData[1] == 3)   //地址为自己的地址，同时功能码为3(function 3)
    {
        if(checkCRC(RecData,8))
        {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

本例中每个从机返回８０个字节的数据，１号机返回i+1,  2号机返回2*i+１   ,当然在实际运用中只要自己定义所返回的数据的含义即可。比如１，２字节代表温度，３，４字节代表湿度，接下来的４个字节代表P0,P1,P2,P3端口的状态等。可以自由定义，很方便。
具体效果见下图：

把两块板的串口通过杜绑线连在一起。

在TEXTBOX中输入从机的地址，返回相应的数据

如果输入的地址从机不存在，那么通信将会超时，就会提示通信故障。这个是根据通信超时来判断的。