分享标准 ModbusRTU 协议

aleda303

1. 支持主机、从机；[主机尚待完善]
2. 通用协议，不仅仅支持RS485 与物理层无关，可通过继承扩展, 如我此例中兼支持433M无线通信
3. 支持EEPROM(24C02) 及 内部FLASH存储<通过Configure Wizard设定>

---

继承关系：

---

详解：

---

1 .  MODBUS_BASE
---基类，实现基本通用功能。

class MODBUS_BASE 

{

public:

inline u16 DATA_CHG_INT16(u16 n) { return ((n<<8) + (n>>8)) ; }

WORD CRC16(WORD crc,    const u8 *sdBuf , int len);

WORD CRC16( const u8 *sdBuf , int len); //crc

};

---

2. MODBUS_SLAVE_BASE 
--继承于MODBUS_BASE ，为 RTU从机协议实现

class MODBUS_SLAVE_BASE : public MODBUS_BASE

{

protected:

u8 Address;  //通信地址

public:

#pragma pack(1)        //单字节对齐

typedef struct {                 //从机接收帧

union {

u8 buf[248]; //单帧数据最大值

struct{

u8 addr;

u8 cmd;

}msg;

struct {  // 1/2/3/4/5/6号指令格式

u8 addr; //???·

u8 cmd; //?ü??

u16 shift; //???????·

u16 number; //?????÷????

u16 crc;   //???é

}msg_3_4; //???ü???ù??????????

struct{    //16号指令格式

u8 addr; //???·

u8 cmd; //?ü??

u16 shift; //???????·

u16 number; //?????÷????

u8  bytecnt; //×???????

u16 data[1]; //????

}msg_16;

}Buf;

u8 rcS; //超时计数

u16 rcIndex; //数据索引

bool rcOK; //接收完成标志

}UARTMsgType;                        

#pragma pack()

MODBUS_SLAVE_BASE( ) :Address(1) {}

MODBUS_SLAVE_BASE(u8 addr) :Address(addr) {}

virtual void SetAddress(u8 addr) { Address = addr ; }

virtual u8 GetAddress(void) { return Address ; }

virtual u8 ReadAddress(void);

//发送消息由具体继承类实现[纯虚函数]

virtual void SendMessage(UARTMsgType *msg, int len) = 0;

//ModbusRTU解析功能

virtual void Transfer(UARTMsgType *msg); 

/*---------数据信息读取---------*/

virtual void InitDatas();

};

后续...<估计下周一了>


PS: 建议原子哥 论坛 应该实现 代码插入功能， 像CSDN那样的，要不太费劲了！！

正点原子

谢谢分享,这个代码插入功能,得看看了,暂时没时间搞啊.

4058665

先收藏再说，主要关心主机部分 
原子论坛要是也搞成discuz，像amobbs，维护装插件就方便多了

aleda303

：：我的编码跟这个编码不一样，注释部分贴上来就是乱码了 ，注释是重新写的，就写写主要部分

协议实现1 ： <modbus.cpp>

#if USE_FLASG_EE

static FLASH_EE fe;

#endif

/*
读取标定数据部分
*/

void MODBUS_SLAVE_BASE::InitDatas()

{

#if USE_EEPROM    //用EE存储

for(int i=0 ; i<NumOfHR * 2 ; i++)

{

DatasOfBD.buf = EE.ReadByte( EE_BD_START + i );

}

#elif USE_FLASG_EE    //用内部FLASH存储

fe.MemRead(FLASH_ID_PAGE+1,(u16*)DatasOfBD.buf,NumOfHR);

#endif

}
/*
读取设备地址，此地址存储在EE或FLASH下，  可以改成其他方式如拨码开关等
*/

u8 MODBUS_SLAVE_BASE::ReadAddress(void)

{

#if USE_EEPROM

Address = EE.ReadByte(EE_ID_ADDR);

#elif USE_FLASG_EE

u16 adr[5];

fe.MemRead(FLASH_ID_PAGE, adr,5);

Address = adr[2] ;

#else 

Address = 1;

#endif

if(Address <1 || Address >127) //地址范围

Address = 1;

return Address;

}

/*
从机协议解析(RTU)
*/

void MODBUS_SLAVE_BASE::Transfer(UARTMsgType *msg)

{

if(!msg->rcOK) return; //未接收完一帧数据

// if(msg->rcIndex<8)             //帧长度<8 ，如果不支持日志等几个外，则长度一定>=8

// {

// msg->rcOK = false;

// msg->rcIndex = 0;

// return;

// }

if((Address==msg->Buf.msg.addr) || (msg->Buf.msg.addr==0))    // 地址正确或广播地址 则计算CRC

{

WORD crc = CRC16(msg->Buf.buf ,

(msg->Buf.msg.cmd!=16)? 6 : (msg->Buf.msg_16.bytecnt + 7));

if(crc.Value != ((msg->Buf.msg.cmd!=16)? \

msg->Buf.msg_3_4.crc : \

(*(u16*)((u8*)msg->Buf.buf + msg->Buf.msg_16.bytecnt + 7 ))) )

{//CRC错误

msg->rcOK = false;

msg->rcIndex = 0;

return;

}

#if USE_FLASG_EE

u16 adr[5];

int ij;

#endif

if(msg->Buf.msg.addr==0)             //广播地址

{

switch(msg->Buf.msg.cmd )

{

case 0xcc: //自定义命令 -更改设备地址，可去掉

Address = msg->Buf.buf[5];

#if USE_EEPROM

EE.WriteByte(EE_ID_ADDR,Address );

#elif USE_FLASG_EE

for(ij=0;ij<5;ij++)

adr[ij] = Address ;

fe.MemWrite(FLASH_ID_PAGE, adr,5);

#endif

break;

default:

break;

}

for(int i=0;i<8;i++)

msg->Buf.buf = msg->Buf.buf;

SendMessage(msg,8);

msg->rcOK = false;

msg->rcIndex = 0;

return;

}

                
                //正常操作

u16 shift,number;  //计算偏移、数量/数值 供后面使用

shift = DATA_CHG_INT16(msg->Buf.msg_3_4.shift);    

number= DATA_CHG_INT16(msg->Buf.msg_3_4.number);

msg->Buf.buf[0] = msg->Buf.msg.addr;

msg->Buf.buf[1] = msg->Buf.msg.cmd;

switch(msg->Buf.msg.cmd ) //modbus?ü??

{

case 0: //

break;

case 1:   //????????×???  

break;

case 2: //????????×???

break;  

case 3: //????±????????÷(±ê?¨????)

case 4:   //?????????????÷(???ù????)

msg->Buf.buf[2] = number*2;

if((shift + number) <= ((msg->Buf.msg_3_4.cmd==3)?NumOfHR:NumOfIR))    //不能越界

{  

u8 *p = (u8*)(((msg->Buf.msg_3_4.cmd==3)?DatasOfBD.bufatasOfDT.buf) + shift*2); 指针位置

for(int i=0; i<number; i++) //????????

{

msg->Buf.buf[3+ 2*i ] = p[2*i+1];

msg->Buf.buf[3+ 2*i+1] = p[2*i ];

}

crc.Value = 0xffff;                //CRC计算

crc = CRC16(crc, msg->Buf.buf, 3 + number*2) ;

msg->Buf.buf[3 + number*2]=crc.cV[0] ;

msg->Buf.buf[4 + number*2]=crc.cV[1] ;

SendMessage(msg,(5 + number*2)) ;  //返回数据

}   

break;

case 5: //??????????

break;

case 6:   //设置单个寄存器

DatasOfBD.Datas[shift] = number;

#if USE_EEPROM

                            EE.WriteByte(EE_BD_START + shift*2 + 0, DatasOfBD.buf[2*shift+0]);

                            EE.WriteByte(EE_BD_START + shift*2 + 1, DatasOfBD.buf[2*shift+1]);

#endif

#if USE_FLASG_EE

fe.MemWrite(FLASH_ID_PAGE+1,(u16*)DatasOfBD.buf,NumOfHR);

#endif

for(int i=2;i<8;i++)

msg->Buf.buf = msg->Buf.buf;

SendMessage(msg,8);

break;

case 16:   //配置多组寄存器

if(shift + number < NumOfHR)

{

u16 *p =  (u16*)((u8*)msg->Buf.buf + 7); //???????????·

for(int i=0; i<number; i++)

{

DatasOfBD.Datas[shift+i] = DATA_CHG_INT16(p);

#if USE_EEPROM

            EE.WriteByte(EE_BD_START + (shift+i)*2 + 0, DatasOfBD.buf[2*(shift+i)+0]);

            EE.WriteByte(EE_BD_START + (shift+i)*2 + 1, DatasOfBD.buf[2*(shift+i)+1]);

#endif

#if USE_FLASG_EE

fe.MemWrite(FLASH_ID_PAGE+1,(u16*)DatasOfBD.buf,NumOfHR);

#endif

}

for(int i=2; i<6;i++)

msg->Buf.buf = msg->Buf.buf;

crc = CRC16(msg->Buf.buf, 6) ;

msg->Buf.buf[6]=crc.cV[0] ;

msg->Buf.buf[7]=crc.cV[1] ;

SendMessage(msg,8);

}

break;

default:

break;

}

}

msg->rcOK = false;

msg->rcIndex = 0;

}

aleda303

用于485总线[USART]从机 -- 

/******************************************************************************/

/****************************** 485总线-Modbus ***************************/

/******************************************************************************/

/*此部分用于Configuration wizard ,方便改动*/

//<e> RS485接口通信 ( ModbusRTU从机 )

#define USE_485_MODBUS_S 1

#if USE_485_MODBUS_S

//<o0>????????

// <1=> USART1

// <2=> USART2

// <3=> USART3

// <4=> UART4

// <5=> UART5 ***??????DMA

#define USARTPORT 5

#if USARTPORT == 1

#define mUsart USART1

#define mIRQChannel USART1_IRQChannel

#define mDMASendChanel DMA1_Channel4

#define mDMAIRQChannel DMA1_Channel4_IRQChannel

#elif USARTPORT == 2

#define mUsart USART2

#define mIRQChannel USART2_IRQChannel

#define mDMASendChanel DMA1_Channel7

#define mDMAIRQChannel DMA1_Channel7_IRQChannel

#elif USARTPORT == 3

#define mUsart USART3

#define mIRQChannel USART3_IRQChannel

#define mDMASendChanel DMA1_Channel2

#define mDMAIRQChannel DMA1_Channel2_IRQChannel

#elif USARTPORT == 4

#define mUsart UART4

#define mIRQChannel UART4_IRQChannel

#define mDMASendChanel DMA2_Channel5

#define mDMAIRQChannel DMA2_Channel4_5_IRQChannel

#elif USARTPORT == 5

#define mUsart UART5

#define mIRQChannel UART5_IRQChannel

#endif

//<q>是否使用DMA发送

#define MODBUS_USE_DMA 0

//</e>

class MODBUS_485_S : public MODBUS_SLAVE_BASE    //继承关系

{

public:

UARTMsgType uartRMsg;             //收发缓冲区

#if MODBUS_USE_DMA

volatile bool TransOk;

volatile bool DmaEn;

volatile u8   TimeCount;

void Chk_DMAOK(void); //ＤＭＡ接收完成

#endif

void Init(u32 band=9600);           //485初始化，参数只一个BAND,其他默认，可自行设计

void Chk_TimeOut(u8 t); //超时检测{供定时器调用，超时间 =  1ms * t}

void Recieve_MSG(char ch);         //接收一个字节，供串口中断调用{没使用DMA}

virtual void SendMessage(UARTMsgType *msg, int len);    //发送消息

void RTUTransfer()                                                      //解析消息

{

MODBUS_SLAVE_BASE::Transfer(  &uartRMsg  );

}

};

#endif

wolfdong7

LZ就不能上传project上来吗？

sunday151640

谢谢 分享。。

LSK1124981644

回复【5楼】aleda303:
---------------------------------
if(msg->Buf.msg.addr==0)             //广播地址
{
switch(msg->Buf.msg.cmd )
{
case 0xcc: //自定义命令 -更改设备地址，可去掉
Address = msg->Buf.buf[5];

#if USE_EEPROM
EE.WriteByte(EE_ID_ADDR,Address );
#elif USE_FLASG_EE
for(ij=0;ij<5;ij++)
adr[ij] = Address ;
fe.MemWrite(FLASH_ID_PAGE, adr,5);
#endif

break;
default:
break;
}
for(int i=0;i<8;i++)
msg->Buf.buf = msg->Buf.buf;  //楼主 这个没看懂啊 能不能解释下？
SendMessage(msg,8);

msg->rcOK = false;
msg->rcIndex = 0;
return;

}