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 

#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 */

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