使用QT编写MODBUS-TCP服务器与客户端程序

前言

这个系列文章的主要目的还是要记录我熟悉QT编程的一个过程，同时也可以让其他开始使用QT编程的人有一个参考，少走些弯路。基于以上目的，我就从我所擅长的工业数据采集入手，用QT编写一个和数据采集有关的程序。在工业数据采集领域，MODBUS是一种应用广泛的总线协议，非常适合应用在低速采集的领域，早期的MODBUS协议只支持串口，后来发展出基于以太网口的MODBUS-TCP协议，我最终要用QT实现的，就是一个MODBUS-TCP服务器，以及与之通讯的MODBUS-TCP客户端。协议相关资料请看
MODBUS-TCP协议简介与编程流程图
以及
MODBUS协议中文版带目录

设计思路

我的服务器目前有256个保持寄存器，它实际上是一个256元素的无符号16位整型数组，客户端可以使用0x3读保持寄存器和0x10写保持寄存器来访问它。以后如果想扩充其它数据类型，再扩充其他的功能码实现。
使用502端口建立TCP服务，一般modbus服务器都是运行在嵌入式系统上，资源有限，所以最多允许10个客户端保持连接，每个连接都要新建立一个线程，由于寄存器是共用的，因此需要加锁保护，同时只允许一个连接读写寄存器。
服务器端界面需要一个16*16的表格，显示256个保持寄存器的内容。还需要一个只读的文本框来显示接收到的命令和发送的命令。
客户端界面与服务器端界面类似，只是表格可以编辑。同样也有一个只读的文本框来显示接收到的命令和发送的命令。

服务器端程序设计

选择新建项目（New Project），然后选择Qt桌面应用（Qt Widgets Application），指定项目目录，项目名称设为mb_tcp_server，后续都用缺省设置，完成时应该如下图所示：

在项目管理器中双击mainwindow.ui，进入窗体编辑界面

在窗体界面中放入两个垂直布局控件（Vertical Layout），然后在上面的控件中放入Table View，下面的控件中放入Text Edit，在窗体上右键->布局->垂直布局，最后界面如下图所示：

我们只需要表格控件显示256个寄存器的数据就可以，所以使用QTableWidget就够了，在Tableview上右键->变形为->QTableWidget，这个控件简单易用，适合显示少量数据。在属性栏设置里面将rowCount和columnCount属性都设置成16，这样第一行对应0-15寄存器，第二行对应16-31……最后一行对应248-255，为方面查看，将行表头设置成00-0F，列表头设置成10-F0。最终界面如下所示：

操作说明

服务器菜单本来想添加一些设置功能，目前还没有完成，客户端菜单可以新建客户端，新建客户端后，可以进行收发程序的测试，可以新建两个客户端，这样可以看到在其中一个客户端修改了寄存器后，服务器端和另一个客户端的表格显示均会更新。下图简要写了一下程序的操作指导。

详细操作大家可以下载源码自行探索。
https://download.youkuaiyun.com/download/haohaoganhuo/85626098