7.RT-thread 项目实战--FreeModbus协议的移植

最新推荐文章于 2024-11-26 00:33:15 发布

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分类专栏： # RT-thread 文章标签： FreeModbus modbus

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lzs940320/article/details/111563063

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在工控设备中，modbus协议是应用非常广泛的，所以我们的demo集成modbus，并通过modbus进行参数的设置及存储。

一.基于led的工程进行，modbus RTU功能的实现。

1.打开RT-thread settings功能设置，添加freemodbus 软件包,设置为从机模式

我们先使能一下demo，看下是如何实现的，我们再进行相应的优化，完成自己的modbus 从机模式，实现参数的设置。

2.扩展板的232接口使用的是usart6,使能串口6，并将modbus的接口改为6

查看一下rtconfig.h配置文件，确保更改成功。

3.PC打开modbus POLL

注意上面两点，demo中默认配置是这样的。

通讯成功。

二.Freemodbus协议解析

studio带给了我们很大的便利性，但同样我们关注的少了，理解就不够深入了，在项目级的开发中，简单配置得到的效果肯定是不满足要求的，我们还需要针对这个工程进行优化，例如将串口改为DMA的方式，查询的方式改为中断阻塞触发的方式，提高效率，减少资源占用。

首先我们对freeModbus进行一个简单的了解，其实modbus并不复杂，我们只需要了解它的各个接口部分，知道怎么优化，怎么和其他组件对接，怎么扩展功能就好，一些基础性的介绍，直接网上搜索就好了。

1.modbus基础概念

FreeMODBUS是一个奥地利人写的Modbus协议。从机开源，主机模式收费，armink 大神开发了这款支持主机模式的 FreeModbus 协议栈。

支持RTU，ASCII，TCP等模式。

https://github.com/RT-Thread-packages/freemodbus

详细可以查看上面地址。

2.modbus基本数据格式

这个是必须了解的，不止freemodbus,所有的modbus协议都要遵从这个结构。

3.常用的功能码：

01 读取单个/多个线圈状态（类似DO：数字输出）

02 读取单个/多个离散输入（类似DI：数字输入）

03 读取单个/多个保存寄存器

04 读取单个/多个输入寄存器（类似AI：模拟输入）

05 写单个线圈状态

06 写单个保存寄存器

15 写多个线圈

16 写多个保存寄存器

这个功能码就是我们常用的，我们经常也会说0x，1x，3x,4x寄存器

0x （01,05/15功能码）,只有0,1状态，可读可写，主要当做开关，使能标志等控制

1x (02功能码)，只读的，可以表示灯的状态，故障状态等，也只有0,1。

3x （04功能码），只读的，可以用于数据值的显示等包含很多中数据类型。

4x （03,06/16功能码），读写，主要用于各种类型的数据的参数设置

4.接口解析

打开从机实例（sample_mb_slave.c）：

可以看到核心的接口

（1）eMBInit(MB_RTU, SLAVE_ADDR, PORT_NUM, PORT_BAUDRATE, PORT_PARITY);

初始化RTU模式，从站ID，串口号，波特率，校验位

这样就很明确了，我们初始化配置就是在这个函数实现，之后进行优化，肯定也要进行相应初始化代码的修改及添加。

（2）eMBEnable();

1:设置Modbus协议栈工作状态eMBState为STATE_ENABLED;

2:调用pvMBFrameStartCur()函数激活协议栈

（3）eMBPoll();

· 1:检查协议栈状态是否使能，eMBState初值为STATE_NOT_INITIALIZED，在eMBInit()函数中被赋值为STATE_DISABLED,在eMBEnable函数中被赋值为STATE_ENABLE;

· *2:轮询EV_FRAME_RECEIVED事件发生，若EV_FRAME_RECEIVED事件发生，接收一帧报文数据，上报EV_EXECUTE事件，解析一帧报文，响应(发送)一帧数据给主机;

初始化，使能，轮询状态，就是上面三个函数的功能。

其实不单单是freemodbus,假如让你自己实现个通讯协议，你会怎么实现呢？、

首先初始化一个串口，打开串口发送和接收中断，在串口接收中断中，一个一个的接收数据并放到一个缓冲区中，当接收满一个包之后，置个标志，然后解析函数中检测到包满标志后，进行数据的解析，根据指令返回组包返回数据。

那么怎么判断包结束？？

我们一般习惯使用一个定时器，在一定的时间内没有接收到数据，我们就认为包结束了。

其实这就是一个完整的接收解析过程，freemodbus无非是更完善，一些机制更合理而已。

想要找freemodbus的接口在哪里？

肯定是在eMBInit（）里啊。

 case MB_RTU:
    pvMBFrameStartCur = eMBRTUStart;  /*使能modbus协议栈*/
    pvMBFrameStopCur = eMBRTUStop;  /*禁用modbus协议栈*/
    peMBFrameSendCur = eMBRTUSend; /*modbus从机响应函数*/
    peMBFrameReceiveCur = eMBRTUReceive; /*modbus报文接收函数*/
    pvMBFrameCloseCur = MB_PORT_HAS_CLOSE ? vMBPortClose : NULL;
    /*串口接收中断最终调用此函数接收数据*/  
    pxMBFrameCBByteReceived = xMBRTUReceiveFSM; 
    /*串口发送中断最终调用此函数发送数据*/  
    pxMBFrameCBTransmitterEmpty = xMBRTUTransmitFSM; 
    pxMBPortCBTimerExpired = xMBRTUTimerT35Expired;//报文到达间隔检查
    //初始化RTU，对接底层串口配置
    eStatus = eMBRTUInit( ucMBAddress, ucPort, ulBaudRate, eParity );
 break;

了解接收机制：xMBRTUReceiveFSM

了解发送机制： xMBRTUTransmitFSM

帧数据完成，状态迁移：xMBRTUTimerT35Expired

具体的解释可以参考下面的博客，很详细：

https://blog.youkuaiyun.com/u014748120/article/details/80313215

这里我们需要注意的是modbus超时时间的配置，也就是一包完成的判断。