Modbus Master主机模式协议分析

lianggongkai

分析的代码地址：https://github.com/lianggongkai/FreeModbus_Slave-Master-RTT-STM32

该代码是基于RT-thread操作系统的主机通信程序。

现将代码分析写下来，以便自己的移植操作以后后期的维护。

1，首先要有一个线程(函数)进行主机发出请求。

具体内部操作是：准备了 从机地址，数据帧指令，数据帧地址，数据帧长度，

然后建立一个事件：EV_MASTER_FRAME_SENT，探后等待请求完成。

2，在eMBMasterPoll(void)函数中，Poll线程(函数)，检测到有事件EV_MASTER_FRAME_SENT

发生，则进行该事件的执行。该事件的执行过程是：peMBMasterFrameSendCur()函数。

该函数是一个函数指针，指向了eMBMasterRTUSend()，实际上是调用了RTU层的发送函数。

实际上第1步进行的准备工作操作的数据帧地址都是在RTU层的静态缓冲区。第2步进行的发送

也是在这个静态缓冲区进行的。

函数eMBMasterRTUSend()执行过程：

首先检测一下当前的接收状态机是 空闲状态，则在静态数据缓冲区进行数据的操作，写入数据长

度，写入CRC校验码。最后一步设置发送状态机的当前状态为开始传送状态为：

STATE_M_TX_XMIT，并且开启发送口。

3，接下来的执行就是在中断服务程序中。中断服务程序中执行的回调函数也是一个状态机形式：

实际就是：xMBMasterRTUTransmitFSM()，在该函数中的状态机执行情况：在

STATE_M_TX_XMIT状态只要没有发送结束将一直进行数据发送直到usMasterSndBufferCount

数据为0。更新当前数据帧是否为广播地址，关闭发送口，开启接收口。同时设置发送状态机

状态为：STATE_M_TX_XFWR。如果是广播地址则使能广播延时定时器，如果不是广播开启

响应延时定时器。

4， 在定时器服务函数xMBMasterRTUTimerExpired中，根据第3步，当前发送状态机是STATE_M_TX_XFWR

状态.

如果当前数据帧是广播则直接设置当前发送状态机为STATE_M_TX_IDLE，空闲状态。同时关闭定时器。

如果当前数据帧不是广播帧，则告诉监听进程数据发送错误，设置从机响应超时错误。同时设置主机

发送状态机为空闲状态，同时关闭定时器。如果是主机当前的定时模式是：MB_TMODE_CONVERT_DELAY

则关闭主机忙状态。

5 ，截止目前为止eRcvState（接收状态机）是STATE_M_RX_IDLE。发送状态机（eSndState）为STATE_M_TX_IDLE

主机指令已经完成了送出动作。

下一步应该就是，主机接收来自从机的回传数据。

当串口接收中断到来，则调用prvvUARTRxISR() -> pxMBMasterFrameCBByteReceived()

而pxMBMasterFrameCBByteReceived作为一个回调函数，在mb_m.c文件中被初始化为：xMBMasterRTUReceiveFSM

则mbrtu_m.c文件中的xMBMasterRTUReceiveFSM()函数最终被中断函数调用。

6， 现在进入xMBMasterRTUReceiveFSM()函数中分析。

进入函数执行接收动作。如果是首次进入该函数，接受状态机为空闲模式STATE_M_RX_IDLE

则关闭主机超时定时器，设置发送状态机为空闲，同时主机接收缓冲区位置指针（usMasterRcvBufferPos）置0。

根据usMasterRcvBufferPos，在缓冲区ucMasterRTURcvBuf[]，里面放置接收数据。

同事设置接收状态机为接收状态STATE_M_RX_RCV。同时开启超时定时器。

还是在xMBMasterRTUReceiveFSM()函数中，接受状态机为空闲模式STATE_M_RX_RCV，只要缓冲区位置指针小于一帧数据

的最大值，则一直往缓冲区写数据。否则大于一帧数据的最大值，则接收状态机置错误标志。下一步更新T3.5定时器。

直到数据接收完成后。T3.5定时器超时到达，表示一帧数据完成。那么在xMBMasterRTUTimerExpired（）中断服务函数中，

根据接收状态机模式STATE_M_RX_RCV，则设置事件xMBMasterPortEventPost(EV_MASTER_FRAME_RECEIVED)。表示

一帧数据接收完成。

7 ，现在根据当前事件EV_MASTER_FRAME_RECEIVED，在eMBMasterPoll()函数中，调用peMBMasterFrameReceiveCur()，

进行长度检测和CRC检测，完成之后获取接收的数据帧中数据地址（pucRcvAddress），同事传出数据帧的缓冲区有效数据的

帧地址给上层应用。

将接收的数据帧地址和主机发送的地址进行比较，正确时候则设置事件：xMBMasterPortEventPost( EV_MASTER_EXECUTE )

8， 仍然是根据当前事件EV_MASTER_EXECUTE ，在eMBMasterPoll()函数中，提取数据帧的功能码，根据功能码，调用对应

功能码的函数指针。

举例：如果一开始主机发送了读取从机地址为2，3X区域，区地址100的20个数据，那么返回的数据中，

肯定提取到功能码04，然后根据04功能码对应的函数，进行对应的数据更新。

如果功能码超出协议规定的范围，则抛出EV_MASTER_ERROR_PROCESS异常事件。

9， 如果真的有异常事件EV_MASTER_ERROR_PROCESS，那么则清除主机忙状态。

到此为止，我们完成了主机从发送数据到接收数据并且处理完成的分析。

lianggongkai

这个个人的一些见解，如有不妥，请大神们指正！！！

坐看风

大佬，能不能详细说一下对于这个事件处理，还有异常捕获，我现在移植这个主机部分，需要把操作系统去掉，在移植过程中portevent_m.c子程序我几乎都屏蔽掉了

PeterYu

学习学习，学习学习。

zhengrigao

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zhengrigao

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