STM32 移植FreeModbus详细过程
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
*
* 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 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;
}
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。
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。
10.1.1 写操作
| 通信地址 | 功能号 | 寄存器地址 | 数据 | CRC效验 |
|---|---|---|---|---|
| 8bit | 8bit | 16bit | 16bit | 16bit |
例如：写单个线圈
01 05 00 00 00 01 0C 0A
写返回（跟写的数据一模一样表示写成功）：
| 通信地址 | 功能号 | 寄存器地址 | 数据 | CRC效验 |
|---|---|---|---|---|
| 8bit | 8bit | 16bit | 16bit | 16bit |
例如：
01 05 00 00 00 01 0C 0A
10.1.2 读操作
| 通信地址 | 功能号 | 寄存器地址 | 数据长度 | CRC效验 |
|---|---|---|---|---|
| 8bit | 8bit | 16bit | 16bit | 16bit |
例如：读单个线圈
01 01 00 00 00 01 FD CA
读返回：
| 通信地址 | 功能号 | 数据长度 | 数据 | CRC效验 |
|---|---|---|---|---|
| 8bit | 8bit | 16bit | 16bit | 16bit |
例如：
01 01 00 02 00 00 FD CA
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;
}
我写好的程序以及测试工具以及modbus1.6文件下载连接：https://download.csdn.net/download/qq_40305944/12642118