python串口使用Modbus协议和aduino数据交互
简介
Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
Modbus协议可以走串口、以太网，大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485
分两种
Modbus RTU（二进制数据），Modbus ASCII（字符串）。
Modbus协议是master/slave架构，半双工，总线机制，想想485两根差分信号线，也只能是这样了
ModBusRTU通讯规约相兼容：
初始结构 = ≥4字节的时间
地址码 = 1 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校检 = 16位CRC码
结束结构 = ≥4字节的时间
地址码不用多解释就是从机代号
功能码的定义
因为Modbus比较古老是搞电气的机构定制，所以关于什么线圈的数据名称需要自己转义一下。
功能码
名称
作用
1
读取线圈状态
取得一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF)
2
读取输入状态
取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF)
3
读取保持寄存器
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
4
读取输入寄存器
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
5
强置单线圈
强置一个逻辑线圈的通断状态
6
预置单寄存器
把具体二进值装入一个保持寄存器
7
读取异常状态
取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的地址由控制器决定
8
回送诊断校验
把诊断校验报文送从机，以对通信处理进行评鉴
9
编程（只用于484）
使主机模拟编程器作用，修改PC从机逻辑
10
控询（只用于484）
可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信，探询该从机是否已完成其操作任务，仅在含有功能码9的报文发送后，本功能码才发送
11
读取事件计数
可使主机发出单询问，并随即判定操作是否成功，尤其是该命令或其他应答产生通信错误时
12
读取通信事件记录
可是主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成，记录会给出有关错误
13
编程（184/384 484 584）
可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑
14
探询（184/384 484 584）
可使主机与正在执行任务的从机通信，定期控询该从机是否已完成其程序操作，仅在含有功能13的报文发送后，本功能码才得发送
15
强置多线圈
强置一串连续逻辑线圈的通断
16
预置多寄存器
把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器
17
报告从机标识
可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态
18
（884和MICRO 84）
可使主机模拟编程功能，修改PC状态逻辑
19
重置通信链路
发生非可修改错误后，是从机复位于已知状态，可重置顺序字节
20
读取通用参数（584L）
显示扩展存储器文件中的数据信息
21
写入通用参数（584L）
把通用参数写入扩展存储文件，或修改之
22～64
保留作扩展功能备用
65～72
保留以备用户功能所用
留作用户功能的扩展编码
73～119
非法功能
120～127
保留
留作内部作用
128～255
站在巨人的肩膀上编程不腰疼。
写个pc主机和aduino从机。
上源码
PC端还是使用伟大的python
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf_8 -*-
"""
Modbus TestKit: Implementation of Modbus protocol in python
(C)2009 - Luc Jean - [email protected]
(C)2009 - Apidev - http://www.apidev.fr
This is distributed under GNU LGPL license, see license.txt
"""
import serial
import modbus_tk
import modbus_tk.defines as cst
from modbus_tk import modbus_rtu
import struct
import time
#PORT = 1
PORT ='COM3' #"/dev/ttyUSB0"
#ser =serial.Serial(port=PORT, baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1, xonxoff=0,timeout=0)
#'''
ser=serial.Serial()
ser.port = PORT
ser.baudrate = 9600
#设置等待时间，若超出这停止等待
ser.timeout = 2
ser.open()
#'''
time.sleep(2)
def sendtest():
dat = [101, 3, 0, 0, 0, 1, 140, 46]
datlen = len(dat)
packstyle = str(datlen) + 'B' # B 0-255
req = struct.pack(packstyle, *dat)
ser.write(req)
print("send")
def main():
"""main"""
logger = modbus_tk.utils.create_logger("console")
try:
#Connect to the slave
master = modbus_rtu.RtuMaster(
ser
)
print(master._serial.is_open)
master.set_timeout(5)
master.set_verbose(True)
logger.info("connected")
print("connected")
try:
logger.info(master.execute(101, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 10))
except:
pass
logger.info("111")
'''
2019-02-28 06:36:23,847 INFO modbus_rtu.__init__ MainThread RtuMaster COM3 is opened
2019-02-28 06:36:23,848 INFO modbus.main MainThread connected
connected
2019-02-28 06:36:23,848 DEBUG modbus.execute MainThread -> 101-3-0-1-0-1-221-238
XMT: [101][003][000][000][000][001][012][046]
RCV: [101][003][002][000][032][073][116]
READ_COILS = 1 读线圈
READ_DISCRETE_INPUTS = 2 读离散输入
READ_HOLDING_REGISTERS = 3 【读保持寄存器】
READ_INPUT_REGISTERS = 4 读输入寄存器
WRITE_SINGLE_COIL = 5 写单一线圈
WRITE_SINGLE_REGISTER = 6 写单一寄存器
WRITE_MULTIPLE_COILS = 15 写多个线圈 【强制多点线圈】
WRITE_MULTIPLE_REGISTERS = 16 写多寄存器 【写乘法寄存器】
#单片机定义
1,2,3,4,5,6,15,16
支持 2，4，5，6，15，16
#modbus-tk 定义
READ_COILS = 1
READ_DISCRETE_INPUTS = 2
READ_HOLDING_REGISTERS = 3
READ_INPUT_REGISTERS = 4
WRITE_SINGLE_COIL = 5
WRITE_SINGLE_REGISTER = 6
READ_EXCEPTION_STATUS = 7
DIAGNOSTIC = 8
REPORT_SLAVE_ID = 17
WRITE_MULTIPLE_COILS = 15
WRITE_MULTIPLE_REGISTERS = 16
READ_WRITE_MULTIPLE_REGISTERS = 23
DEVICE_INFO = 43
'''
print(cst.WRITE_SINGLE_REGISTER)
#send some queries
#logger.info(master.execute(101, cst.READ_COILS, 0, 10))#101-1-0-0-0-10-180-41
#logger.info(master.execute(101, cst.READ_DISCRETE_INPUTS, 0, 8))#101-2-0-0-0-8-113-232
#logger.info(master.execute(101, cst.READ_INPUT_REGISTERS, 100, 3))#101-4-0-100-0-3-249-240
logger.info(master.execute(101, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 1))
#deviceid 101 03 HOLDING_REGISTER address0001 length1
#logger.info(master.execute(101, cst.WRITE_SINGLE_COIL, 7, output_value=1))#101-5-0-7-255-0-53-223
#logger.info(master.execute(101, cst.WRITE_SINGLE_REGISTER, 100, output_value=54))#101-6-0-100-0-54-64-39
#101 - 6 - 0 - 100 - 0 - 54 - 64 - 39
#logger.info(master.execute(101, cst.WRITE_MULTIPLE_COILS, 0, output_value=[1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1]))#101-15-0-0-0-8-1-219-185-21
logger.info(master.execute(101, cst.WRITE_MULTIPLE_REGISTERS, 0, output_value=range(12)))
logger.info(master.execute(101, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 12))
except modbus_tk.modbus.ModbusError as exc:
print(123)
print("%s- Code=%d", exc, exc.get_exception_code())
#logger.error("%s- Code=%d", exc, exc.get_exception_code())
if __name__ == "__main__":
import time
#
'''sendtest()
time.sleep(1.0)
sendtest()
time.sleep(1.0)
sendtest()
time.sleep(1.0)'''
main()
while(1):
#sendtest()
time.sleep(1.0)
print(1)
aduino
#include
// size of data which will be read and written
#define DATA_SIZE 100
// data array which will be read and written
u16 _D[DATA_SIZE];
// address (kind of name) of above data, may be anything
#define VIRTUAL_ADDRESS 0x0000
#define OUR_ID_AS_A_SLAVE 101
#define PIN_CONNECTED_TO_BOTH_DE_AND_RE 3
ModbusRTUSlave rtu(OUR_ID_AS_A_SLAVE, &Serial, PIN_CONNECTED_TO_BOTH_DE_AND_RE);
void setup()
{
rtu.addWordArea(VIRTUAL_ADDRESS, _D, DATA_SIZE);
rtu.begin(9600);
//Serial.begin(9600); // not needed, for logging purpose only
// set some value in data array to test if master can read and modify it
_D[0] = 160;
}
void loop()
{
// waiting for requests from master
// reading and writing _D according to requests from master happens here
rtu.process();
}