最近由于项目需求需要移植的modbus主机协议,由于MODBUS主机的源码不开源,网上的例程也不多,在百度苦苦找寻一番没有什么结果。最后参考了安富莱的例程,将其修改并移植到自己的工程中。我通过USB转串口连接到电脑,用虚拟设备测试,读写正常。
以下是我的移植过程,最下面有STM32F1和MSP430F5的源码与MODBUS虚拟设备
下面使用的芯片是stm32f103zet6,IDE是MDK
项目目录如下
我已经把下面几个函数从代码中提取出来,所以只要实现下面这几个函数就可以正常工作了
//需要连接的外部接口函数
extern void (*RS485_ReceiveData)(uint8_t); //接受数据,在串口中断接受到的数传递到此函数即可
extern void RS485_SendBuf(uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen); //发送数据
extern void bsp_StartHardTimer(uint32_t timeout, void * _pCallBack); //开始计时3.5个字节的时间,单位为us
//以下两个函数用来测量间隔时间
extern uint32_t bsp_GetRunTime(void); //返回当前时间,单位ms
extern uint32_t bsp_CheckRunTime(int32_t _LastTime); //返回与之前间隔的时间
这两个函数由于需要使用到串口所以需要先初始化串口(初始化的串口是接modbus设备的串口)
extern void (*RS485_ReceiveData)(uint8_t); //接受数据,在串口中断接受到的数传递到此函数即可
extern void RS485_SendBuf(uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen); //发送数据
下面是串口初始化函数,这里使用串口3
myusart.c文件下
void MODBUS_USART3_Init(u32 bound)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); //使能USART1,GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
//USART1_TX GPIOB.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PB.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO1.10
//USART1_RX GPIOB.11初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;//PB11
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB.11
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //子优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
//USART 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口1
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
USART_Cmd(USART3, ENABLE); //使能串口1
}
串口初始化成功后,可以添加上面那几个接口函数
串口3中断中添加RS485_ReceiDate()函数指针
void USART3_IRQHandler(void) //串口3中断服务程序,modbus串口接受接口
{
uint8_t ch;
if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE) == SET)
{
ch = USART_ReceiveData(USART3);
RS485_ReceiveData(ch);
}
USART_ClearITPendingBit(USART3,USART_IT_RXNE);
}
添加函数void RS485_SendBuf(uint8_t * _ucaBuf,uint16_t _usLen)
void RS485_SendBuf(uint8_t *_ucaBuf, uint16_t _usLen)
{
uint16_t num;
for(num = 0;num<_usLen;num++)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TXE) == RESET);
USART_SendData(USART3,*_ucaBuf);
_ucaBuf++;
}
}
串口部分已经配置完成,接下来是定时器的部分
需要配置以下几个函数
extern void bsp_StartHardTimer(uint32_t timeout, void * _pCallBack); //开始计时3.5个字节的时间,单位为us
//以下两个函数用来测量间隔时间
extern uint32_t bsp_GetRunTime(void); //返回当前时间,单位ms
extern uint32_t bsp_CheckRunTime(int32_t _LastTime); //返回与之前间隔的时间
同样的需要先初始化定时器,这里使用定时器2和定时器3
在timer.c文件下
void MODBUS_Tim2_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
uint32_t usPeriod;
uint16_t usPrescaler;
uint32_t uiTIMxCLK;
/* 使能TIM时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
usPrescaler = uiTIMxCLK / 1000000 ; /* 分频到周期 1us */
usPeriod = 0xFFFF; /* 103支持16位 */
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = usPeriod;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = usPrescaler;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
/* TIMx enable counter */
TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
/* 配置TIM定时中断 (Update) */
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 中断结构体在 misc.h 中定义 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 4; /* 比串口优先级低 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC3) == SET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC3);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC3, DISABLE); /* 禁能CC3中断 */
s_TIM_CallBack(); //将标志位置1
TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
}
}
void MODBUS_Tim3_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/* 使能TIM时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 35;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
/* TIMx enable counter */
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
/* 配置TIM定时中断 (Update) */
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* 中断结构体在 misc.h 中定义 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 4; /* 比串口优先级低 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);
}
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)
{
g_iRunTime++;
if(g_iRunTime > 0x7FFFFFFF) g_iRunTime = 0;
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
}
定时器2用来检测3.5个字节的时间来判断一帧数据是够结束
定时器3用于计数,只要要1ms的记一次数就可以
接下来是void bsp_StartHardTimer(uint32_t _uiTimeOut,void * _pCallBack)函数
在这个函数中开启中断,在3.5个字节的时间后会进入中断,具体时间要根据波特率设置
void bsp_StartHardTimer(uint32_t _uiTimeOut, void * _pCallBack)
{
uint32_t cnt_now;
uint32_t cnt_tar;
if (_uiTimeOut < 5)
{
;
}
else
{
_uiTimeOut -= 5;
}
TIM_SetCounter(TIM2,0);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
cnt_now = TIM_GetCounter(TIM2); /* 读取当前的计数器值 */
cnt_tar = cnt_now + _uiTimeOut; /* 计算捕获的计数器值 */
s_TIM_CallBack = (void (*)(void))_pCallBack;
TIM_SetCompare3(TIM2, cnt_tar); /* 设置捕获比较计数器CC3 */
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC3);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC3, ENABLE); /* 使能CC3中断 */
}
下面是uint32_t bsp_GetRunTime(void)与uint32_t bsp_CheckRunTime(int32_t _LastTime)
这两个函数是用来测量时间,判断是否通讯超时
uint32_t bsp_GetRunTime(void)
{
int32_t runtime;
__set_PRIMASK(1); /* 关中断 */
runtime = g_iRunTime; /* 这个变量在Systick中断中被改写,因此需要关中断进行保护 */
__set_PRIMASK(0); /* 开中断 */
return runtime;
}
//获取间隔时间
uint32_t bsp_CheckRunTime(int32_t _LastTime)
{
int32_t now_time;
int32_t time_diff;
__set_PRIMASK(1); /* 关中断 */
now_time = g_iRunTime; /* 这个变量在Systick中断中被改写,因此需要关中断进行保护 */
__set_PRIMASK(0); /* 开中断 */
if (now_time >= _LastTime)
{
time_diff = now_time - _LastTime;
}
else
{
time_diff = 0x7FFFFFFF - _LastTime + now_time;
}
return time_diff;
}
到这里已经基本上移植完成,接下来就是测试
调用一下这些函数看看是否移植成功
uint8_t MODH_ReadParam_01H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _num); //读线圈寄存器
uint8_t MODH_ReadParam_02H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _num); //读离散输入寄存器
uint8_t MODH_ReadParam_03H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _num); //读保存寄存器
uint8_t MODH_ReadParam_04H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _num); //读输入寄存器
uint8_t MODH_WriteParam_05H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _value); //写单个线圈寄存器
uint8_t MODH_WriteParam_06H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint16_t _value); //写单个保存寄存器
uint8_t MODH_WriteParam_10H(uint16_t slaveAddr,uint16_t _reg, uint8_t _num, const uint16_t *_buf); //写多个保存寄存器
首先将硬件连接好,我这里是用虚拟设备,将32的串口3通过串口转USB连接到电脑
打开虚拟设备导入寄存器,设置好串口与波特率
在主函数中调用读写函数,若读写成功则返回1,否则返回0
观察虚拟机现象并通过串口1打印测试结果
在主函数中
if(MODH_WriteParam_06H(1,4,9))
{
printf("写入成功06\r\n");
}
else
{
printf("通讯失败06\r\n");
}
if(MODH_WriteParam_10H(1,0, 3,buff))
{
printf("写入成功10\r\n");
}
else
{
printf("通讯失败10\r\n");
}
if(MODH_ReadParam_02H(1,0,10))
{
printf("读取成功02\r\n");
}
else
{
printf("通讯失败02\r\n");
}
到这里我的整个移植过程就结束了
下面是源码和调试用的虚拟设备。
STM32源码
MSP430源码