STM32移植FreeModbus RTU教程2（FreeModbus的移植）
基于原子F103精英版RS485实验工程的Freemodbus RTU的移植
- 资源准备及Freemodbus文件内容说明
- Freemodbus文件说明
- 开始移植 Freemodbus到stm32平台工程中
- 工程文件内modbus文件夹内容的添加
- keil工程内modbus源码及头文件的添加
- keil工程接口函数的补充及报错的解决
资源准备及Freemodbus文件内容说明
移植FreeModbus版本为 FreeModbus V1.6提取码：1xkk
硬件平台为原子F103精英版，移植基础工程为 实验RS485通讯模板提取码：83gi
Freemodbus文件说明
FreeModbus V1.6解压后打开文件夹后显示内容如下：
我们只关心 “demo”/“modbus”这两个文件夹
打开demo文件夹，显示内容为freemodbus支持的平台例程，stm32属于ARM平台，我们后续可参考"BARE"文件夹中的内容
打开BARE文件夹，显示内容如下:
文件结构
| 源文件 | 描述 |
|---|---|
| port\port.h | 实现硬件移植部分接口 |
| port\portevent.c | 实现从机事件移植接口(需根据移植平台用户自行实现更改) |
| port\portserial.c | 从机串口移植(需根据移植平台用户自行实现更改) |
| port\porttimer.c | 从机定时器移植(需根据移植平台用户自行实现更改) |
| demo | 为工程实例定义从机数据缓冲区，实现从机Modbus 功能的回调接口(需用户根据需求自行实现更改) |
打开modbus文件夹，显示内容为freemodbus自身协议源码
因为我们移植的是RTU通讯，所以暂且不用管ASCII TCP两个文件夹中的内容
文件结构
| 源文件 | 描述 |
|---|---|
| modbus\mb.c | 给应用层提供Modbus 从机设置及轮询相关接口 |
| modbus\functions\mbfunccoils.c | 从机线圈相关功能 |
| modbus\functions\mbfuncdisc.c | 从机离散输入相关功能 |
| modbus\functions\mbfuncholding.c | 从机保持寄存器相关功能 |
| modbus\functions\mbfuncinput.c | 从机输入寄存器相关功能 |
| modbus\functions\mbfuncother.c | 其余Modbus 功能 |
| modbus\functions\mbutils.c | 一些协议栈中需要用到的工具函数 |
| modbus\rtu\mbcrc.c | CRC 校验功能 |
| modbus\rtu\mbrtu.c | 从机RTU 模式设置及其状态机 |
“include”文件夹内为modbus源代码的头文件存放文件夹
开始移植 Freemodbus到stm32平台工程中
移植之前我们需打开上文提到的freemodbus源文件及stm32 rs485实验工程
分别打开两个文件夹
工程文件内modbus文件夹内容的添加
在485实验工程文件夹内新建"MODBUS"文件夹
将freemodbus-v1.6“demo”文件夹中的BARE文件夹复制到MODBUS文件夹内
将freemodbus-v1.6“modbus”文件夹复制到MODBUS文件夹内
如下图所示
keil工程内modbus源码及头文件的添加
打开RS485基础工程,创建modbus工程组
添加如下文件到工程组内，前面有提到它们所属的文件目录
添加头文件路径
keil工程接口函数的补充及报错的解决
添加完成后，先编译一遍后出现报错，我们对如下文件进行更改，删除“porttimer.c”文件中下图两个函数前面的inline字符
将“mbconfig.h”文件中的#define MB_ASCII_ENABLED ( 1 )改为(0)失能ASCII模式
将demo.c中的 int main函数删除，并对函数进行补充完善
具体更改后代码如下
#include "mb.h"
#include "mbport.h"
//保持寄存器
#define REG_HOLDING_START 0x0001 //起始为1，请看前面modbus rtu协议说明
#define REG_HOLDING_NREGS 4
uint16_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x0000,0x5678,0x5678,0x5678};
//输入寄存器
#define REG_INPUT_START 0x0001 //起始为1，请看前面modbus rtu协议说明
#define REG_INPUT_NREGS 4
uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x0000,0x1111,0x2222,0x3333};
/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
/**
*****************************************************************************
* @Name : 读输入寄存器
* @Brief : 对应功能码0x04 -> 读单个或多个输入寄存器eMBFuncReadInputRegister
* @Input : *pucRegBuffer数据缓冲区
* usAddress: 寄存器地址
* usNRegs: 寄存器数量
* @Output : none
* @Return : Modbus状态信息
*****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
{
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
int iRegIndex;
//判断寄存器地址范围
if( ( (int16_t)usAddress
>= REG_INPUT_START )
&& ( usAddress + usNRegs
<= REG_INPUT_START
+ REG_INPUT_NREGS ) )
{
//计算偏移量
iRegIndex = ( int )( usAddress - REG_INPUT_START );
while( usNRegs > 0 )
{
*pucRegBuffer++ =
( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );
*pucRegBuffer++ =
( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
iRegIndex++;
usNRegs--;
}
}
else
{
eStatus = MB_ENOREG;
}
return eStatus;
}
/**
*****************************************************************************
* @Name : 保持寄存器
* @Brief : 对应功能码0x03 -> 读单个或多个寄存器eMBFuncReadHoldingRegister
* 0x06 -> 写单个保持寄存器eMBFuncWriteHoldingRegister
* 0x10 -> 写多个保持寄存器eMBFuncWriteMultipleHoldingRegister
* @Input : *pucRegBuffer数据缓冲区
* usAddress: 寄存器地址
* usNRegs: 寄存器数量
* @Output : none
* @Return : Modbus状态信息
*****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs,
eMBRegisterMode eMode )
{
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
int16_t iRegIndex;
//判断寄存器地址范围
if(((int16_t)usAddress
>= REG_HOLDING_START)
&&(usAddress + usNRegs
<= REG_HOLDING_START
+ REG_HOLDING_NREGS))
{
//计算偏移量
iRegIndex = (uint16_t)(usAddress - REG_HOLDING_START );
switch(eMode)
{
//读操作
case MB_REG_READ:
while(usNRegs > 0)
{
*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8);
*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0XFF);
iRegIndex++;
usNRegs--;
}
break;
//写操作
case MB_REG_WRITE:
while(usNRegs > 0)
{
usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ <<8;
usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
iRegIndex++;
usNRegs--;
}
break;
}
}
else
{
eStatus = MB_ENOREG;
}
return eStatus;
}
/**
*****************************************************************************
* @Name : 线圈寄存器
* @Brief : 对应功能码0x01 -> 强制单线圈eMBFuncReadCoils
* 0x05 -> 写单个线圈eMBFuncWriteCoil
* 0x0F -> 写多个线圈eMBFuncWriteMultipleCoils
* @Input : *pucRegBuffer数据缓冲区
* usAddress: 寄存器地址
* usNRegs: 寄存器数量
* @Output : none
* @Return : Modbus状态信息
*****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils,
eMBRegisterMode eMode )
{
return MB_ENOREG;
}
/**
*****************************************************************************
* @Name : 操作离散量寄存器
* @Brief : 对应功能码0x02 -> 读输入状态eMBFuncReadDiscreteInputs
* @Input : *pucRegBuffer数据缓冲区
* usAddress: 寄存器地址
* usNRegs: 寄存器数量
* @Output : none
* @Return : Modbus状态信息
*****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
{
return MB_ENOREG;
}
更改完后编译还会有错误，我们先不管，先添加modbus所需的硬件接口函数
- portserial.c文件的补充，先修改工程内的rs485.c 与rs485.
rs485.c修改如下
#include "sys.h"
#include "rs485.h"
#include "delay.h"
void RS485_Init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_USART2,DISABLE);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
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_Init(USART2, &USART_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
RS485_TX_EN=0;
}
rs485.h修改如下
#ifndef __RS485_H
#define __RS485_H
#include "sys.h"
#define RS485_TX_EN PDout(7) //.0,RX;1,TX.
void RS485_Init(u32 bound);
#endif
portserial.c补充如下
#include "rs485.h"
#include "port.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.
*/
if(xRxEnable)
{
RS485_TX_EN = 0; //发送后默认置低 接收
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);
}
else
{
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);
}
if(xTxEnable)
{
RS485_TX_EN = 1; //发送前置高
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TXE,ENABLE);
}
else
{
USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TXE,DISABLE);
}
}
BOOL
xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
{
(void)ucPORT;
(void)ucDataBits;
(void)eParity;
RS485_Init(ulBaudRate);
return TRUE;
}
void vMBPortClose(void)
{
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE | USART_IT_RXNE, DISABLE);
USART_Cmd(USART2, DISABLE);
}
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. */
USART_SendData(USART2,ucByte);
while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET)
{
};
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.
*/
*pucByte = USART_ReceiveData(USART2);
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( );
}
void USART2_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_TXE) != RESET)
{
prvvUARTTxReadyISR();
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_TXE);
}
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
prvvUARTRxISR();
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);
}
}
- porttimer.c文件的补充， porttimer.c文件修改如下
/* ----------------------- Platform includes --------------------------------*/
#include "port.h"
#include "timer.h"
#include "sys.h"
/* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
#include "mb.h"
#include "mbport.h"
/* ----------------------- static functions ---------------------------------*/
static void prvvTIMERExpiredISR( void );
/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
BOOL
xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
{
TIM2_Int_Init(usTim1Timerout50us,(SystemCoreClock /20000)-1);//20KHZ
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(TIM2,0);
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(TIM2,0);
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)
{
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update );
prvvTIMERExpiredISR();
}
}
- main.c文件修改如下
#include "delay.h"
#include "mb.h"
#include "rs485.h"
int main(void)
{
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//中断分组4 4位优先级抢占位 0位从优先级
//初始化 RTU模式 地址0x01 端口号2(这里默认串口2可填为0) 波特率9600 无校验
eMBInit(MB_RTU, 0X01,0x02,9600,MB_PAR_NONE);
eMBEnable(); //开启FreeModbus
while(1)
{
eMBPoll(); //FreeModbus轮询
}
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t *file,uint32_t line)
{
while(1)
}
#else
void __aeabi_assert(const char *x1,const char *x2,int x3)
{
}
#endif
再进行全局编译，无错误提示，两个告警不用理会
至此整个FreeRTOS的移植过程结束，后面在开发板上进行各功能的验证。