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標題: 我的ModBus主機-協議篇 [打印本頁]

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作者: qinlu123    時間: 2021-11-15 13:22
標題: 我的ModBus主機-協議篇
該章節是整個系列中最簡單的由"Modbus_Master.c"和"Modbus_Master.h"兩個文件組成。
首先來看"Modbus_Master.h"

1. #ifndef __MODBUSMASTER_H
   
2. #define __MODBUSMASTER_H
   
3. 
   
4. #include "Header.h"
   
5. #include "UartDebug.h"
   
6. #include "Delay.h"
   
7. 
   
8. struct ModbusMasterDevice
   
9. {
   
10.         struct UartDebugMember *UDM;
    
11.         uint8_t State;
    
12.         uint16_t DelayTime;
    
13.         uint16_t Input_Reg[8];  
    
14.         uint16_t Hold_Reg[8];
    
15.         uint8_t RIR_Update;
    
16.         uint8_t WHR_Success;
    
17. };
    
18. 
    
19. extern struct ModbusMasterDevice MMDPort1;
    
20. 
    
21. void ModBusMasterInit(void);
    
22. uint8_t WriteHoldReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint16_t Addr,uint16_t Len,uint16_t *Data);
    
23. uint8_t ReadHoldInputReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint8_t Com,uint16_t Addr,uint16_t Len);
    
24. 
    
25. #endif
    

復制代碼

該文件包含了最基本的"Header.h"和UART篇介紹的 "UartDebug.h"以及我個人最常用的"Delay.h"。
為了更方便的講解后續代碼我們首先介紹一下"Delay.c"中的三個函數。

1. void Set_Delay_Time(uint16_t Time,uint16_t *DelayTime_Count)
   
2. {
   
3.         *DelayTime_Count=Time;
   
4. }
   
5. void DelayTimeCount_ms(uint16_t *DelayTime_Count)
   
6. {
   
7.         if(*DelayTime_Count==0)
   
8.         {
   
9.                 *DelayTime_Count=0;
   
10.         }
    
11.         else
    
12.         {
    
13.                 *DelayTime_Count-=1;
    
14.         }
    
15. }
    
16. uint8_t CheckDelay(uint16_t *DelayTime_Count)
    
17. {
    
18.         if(*DelayTime_Count==0)
    
19.         {
    
20.                 return 0;
    
21.         }
    
22.         else
    
23.         {
    
24.                 return 1;
    
25.         }
    
26. }

復制代碼

第一個函數“void Set_Delay_Time(uint16_t Time,uint16_t *DelayTime_Count)”就是把Time賦值給*DelayTime_Count，具體使用示例會在下文體現；
第二個函數“void DelayTimeCount_ms(uint16_t *DelayTime_Count)”就是把輸入的變量作累減直到0，該函數需要每隔1ms或者其他時間來周期執行;
第三個函數“uint8_t CheckDelay(uint16_t *DelayTime_Count)”就是查詢輸入的變量是否為0并返回相應的值，具體使用示例會在下文體現。
好了我們接著看"Modbus_Master.h"。
“struct UartDebugMember *UDM;” ModBus主機使用的端口信息；
“uint8_t State;” ModBus主機當前的工作狀態；
“uint16_t DelayTime;” 從機未響應計時；
“uint16_t Input_Reg[8];” 輸入寄存器；
“uint16_t Hold_Reg[8];” 保持寄存器；
“uint8_t RIR_Update;” 讀取輸入/保持寄存器成功標志；
“uint8_t WHR_Success;” 寫保持寄存器成功標志。
從代碼中可以看出我們的ModBus主機僅實現了讀取輸入/保持寄存器和寫保持寄存器兩個功能，因為這兩個功能最常用，其他的功能我也懶得寫了。現在看看具體代碼。

1. #include "Modbus_Master.h"
   
2. 
   
3. struct ModbusMasterDevice MMDPort1;
   
4. 
   
5. void ModBusMasterInit(void)
   
6. {
   
7.         MMDPort1.UDM = &U_D_Uart7;
   
8. }
   
9. /*******************************************************************************
   
10. *Function Name    : CRC16_CHECK
    
11. *Input            :
    
12. *Return           :
    
13. *Description      :
    
14. *******************************************************************************/
    
15. static unsigned short int CRC16_CHECK(unsigned char *Buf, unsigned char CRC_CNT)
    
16. {
    
17.         unsigned short int CRC16_Temp;
    
18.         unsigned char i,j;
    
19.         CRC16_Temp = 0xffff;
    
20. 
    
21.         for (i=0;i<CRC_CNT; i++)
    
22.         {      
    
23.                 CRC16_Temp ^= Buf[i];
    
24.                 for (j=0;j<8;j++)
    
25.                 {
    
26.                         if (CRC16_Temp & 0x01)
    
27.                                 CRC16_Temp = (CRC16_Temp >>1 ) ^ 0xa001;
    
28.                         else
    
29.                                 CRC16_Temp = CRC16_Temp >> 1;
    
30.                 }
    
31.         }
    
32.         return CRC16_Temp;
    
33. }
    
34. uint8_t WriteHoldReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint16_t Addr,uint16_t Len,uint16_t *Data)
    
35. {
    
36.         uint16_t CRC16=0;
    
37.         uint16_t CRC16_Receive=0;
    
38.         uint8_t i=0;
    
39.        
    
40.         switch(MBM->State)
    
41.         {
    
42.                 case 0:
    
43.                 {
    
44.                         MBM->UDM->TransmitBuf[0] = DeviceAddr;
    
45.                         MBM->UDM->TransmitBuf[1] = 0x10;
    
46.                         MBM->UDM->TransmitBuf[2] = Addr>>8;
    
47.                         MBM->UDM->TransmitBuf[3] = Addr;
    
48.                         MBM->UDM->TransmitBuf[4] = Len>>8;
    
49.                         MBM->UDM->TransmitBuf[5] = Len;
    
50.                         MBM->UDM->TransmitBuf[6] = Len*2;
    
51.                         for(i=0;i<Len;i++)
    
52.                         {
    
53.                                 MBM->UDM->TransmitBuf[i*2+7] = *(Data+i)>>8;
    
54.                                 MBM->UDM->TransmitBuf[i*2+8] = *(Data+i);
    
55.                         }
    
56.                         CRC16 = CRC16_CHECK(MBM->UDM->TransmitBuf,7+Len*2);
    
57.                         MBM->UDM->TransmitBuf[8+Len*2] = CRC16>>8;
    
58.                         MBM->UDM->TransmitBuf[7+Len*2] = CRC16;
    
59.                         TransmitData(MBM->UDM,MBM->UDM->TransmitBuf,9+Len*2);
    
60.                         Set_Delay_Time(100,&MBM->DelayTime);
    
61.                         MBM->State ++;
    
62.                 }break;
    
63.                 case 1:
    
64.                 {
    
65.                         if(MBM->UDM->ReceiveFinish)
    
66.                         {
    
67.                                 CRC16_Receive=(MBM->UDM->ReceiveBuf[MBM->UDM->ReceivePoint-1]<<8)|MBM->UDM->ReceiveBuf[MBM->UDM->ReceivePoint-2];       
    
68.                                 CRC16 = CRC16_CHECK(MBM->UDM->ReceiveBuf,MBM->UDM->ReceivePoint-2);
    
69.                                 if(CRC16_Receive == CRC16)
    
70.                                 {
    
71.                                         /*這么寫是有bug的，算了先這么著吧*/
    
72.                                         MBM->WHR_Success = 1;
    
73.                                 }
    
74.                                 MBM->State = 0;
    
75.                 ClearRxData(MBM->UDM);
    
76.                                 return 1;
    
77.                         }
    
78.                         else if(CheckDelay(&MBM->DelayTime) == 0)
    
79.                         {
    
80.                                 MBM->State = 0;
    
81.                                 ClearRxData(MBM->UDM);
    
82.                                 return 1;
    
83.                         }
    
84.                 }break;
    
85.         }
    
86.         return 0;       
    
87. }
    
88. uint8_t ReadHoldInputReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint8_t Com,uint16_t Addr,uint16_t Len)
    
89. {
    
90.         uint16_t CRC16=0;
    
91.         uint16_t CRC16_Receive=0;
    
92.         uint8_t i=0;
    
93.        
    
94.         switch(MBM->State)
    
95.         {
    
96.                 case 0:
    
97.                 {
    
98.                         MBM->UDM->TransmitBuf[0] = DeviceAddr;
    
99.                         MBM->UDM->TransmitBuf[1] = Com;
    
100.                         MBM->UDM->TransmitBuf[2] = Addr>>8;
     
101.                         MBM->UDM->TransmitBuf[3] = Addr;
     
102.                         MBM->UDM->TransmitBuf[4] = Len>>8;
     
103.                         MBM->UDM->TransmitBuf[5] = Len;
     
104.                         CRC16 = CRC16_CHECK(MBM->UDM->TransmitBuf,6);
     
105.                         MBM->UDM->TransmitBuf[7] = CRC16>>8;
     
106.                         MBM->UDM->TransmitBuf[6] = CRC16;
     
107.                         TransmitData(MBM->UDM,MBM->UDM->TransmitBuf,8);
     
108.                         Set_Delay_Time(100,&MBM->DelayTime);
     
109.                         MBM->State ++;
     
110.                 }break;
     
111.                 case 1:
     
112.                 {
     
113.                         if(MBM->UDM->ReceiveFinish)
     
114.                         {
     
115.                                 CRC16_Receive=(MBM->UDM->ReceiveBuf[MBM->UDM->ReceivePoint-1]<<8)|MBM->UDM->ReceiveBuf[MBM->UDM->ReceivePoint-2];       
     
116.                                 CRC16 = CRC16_CHECK(MBM->UDM->ReceiveBuf,MBM->UDM->ReceivePoint-2);
     
117.                                 if(CRC16_Receive == CRC16)
     
118.                                 {
     
119.                                         for(i=0;i<MBM->UDM->ReceiveBuf[2]/2;i++)
     
120.                                         {
     
121.                                                 if(Com == 0x04)
     
122.                                                 {
     
123.                                                         MBM->Input_Reg[Addr+i] = (MBM->UDM->ReceiveBuf[3+i*2])<<8 | MBM->UDM->ReceiveBuf[4+i*2];
     
124.                                                 }
     
125.                                                 else
     
126.                                                 {
     
127.                                                         MBM->Hold_Reg[Addr+i] = (MBM->UDM->ReceiveBuf[3+i*2])<<8 | MBM->UDM->ReceiveBuf[4+i*2];
     
128.                                                 }
     
129.                                         }
     
130.                                         MBM->RIR_Update = 1;
     
131.                                 }
     
132.                                 MBM->State = 0;
     
133.                 ClearRxData(MBM->UDM);
     
134.                                 return 1;
     
135.                         }
     
136.                         else if(CheckDelay(&MBM->DelayTime) == 0)
     
137.                         {
     
138.                                 MBM->State = 0;
     
139.                                 ClearRxData(MBM->UDM);
     
140.                                 return 1;
     
141.                         }
     
142.                 }break;
     
143.         }
     
144.         return 0;
     
145. }

復制代碼

可以看到首先定義了一個ModbusMasterDevice實體MMDPort1，然后初始化該實體將其要使用的端口與U_D_Uart7對接起來。
其余的代碼就很簡單了，需要注意的有兩個地方，一是我們把給從機發數據和接收從機數據分成了兩部分來完成。為什么要這么做呢？這是為了當從機響應不及時或者從機不在線時MCU可以去做其他的事情而不必在這里死等。二是當收到從機應答（無論CRC校驗是否成功）或者從機響應超時（這里就涉及到前文中提及的“delay”三個函數）都需要執行ClearRxData()并返回1，這點非常重要。
在該函數中沒有做重發機制，并不是沒有重發機制而是在更往上的層中來實現的后面會介紹到。

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作者: rfvrfv    時間: 2022-10-18 09:40
Input_Reg[Addr+i]這里代表啥寄存器?

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作者: wxcsmzh    時間: 2022-12-2 19:10
extern struct ModbusMasterDevice MMDPort1;  void ModBusMasterInit(void); uint8_t WriteHoldReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint16_t Addr,uint16_t Len,uint16_t *Data); uint8_t ReadHoldInputReg(struct ModbusMasterDevice *MBM,uint8_t DeviceAddr,uint8_t Com,uint16_t Addr,uint16_t Len);  #endif

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作者: woyaodwn    時間: 2023-3-2 12:14
這個基于什么芯片的啊？

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作者: liixaofei5    時間: 2023-4-16 09:45
，標記學習一下，感謝分享

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作者: qinlu123    時間: 2024-8-16 11:47

woyaodwn 發表于 2023-3-2 12:14
這個基于什么芯片的啊？

stm32,可以輕松移植到任何單片機平臺

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歡迎光臨 (http://m.zg4o1577.cn/bbs/)

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