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[APM32F0] APM32F030移植freemodbus

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 楼主| Alden 发表于 2023-3-16 10:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
FreeModbus, modbus, 移植
本帖最后由 Alden 于 2023-3-16 10:39 编辑

#技术资源#
FreeModbus简介
FreeMODBUS是一个奥地利人写的Modbus协议。它是一个针对嵌入式应用的一个免费（自由）的通用MODBUS协议的移植。Modbus是一个工业制造环境中应用的一个通用协议。Modbus通信协议栈包括两层：Modbus应用层协议，该层定义了数据模式和功能；另外一层是网络层。
FreeModbus协议对硬件的需求非常少——基本上任何具有串行接口，并且有一些能够容纳modbus数据帧的RAM的微控制器都足够了。
接下来基于其他的移植教程，将Freemodbus移植到APM32F030中，软件库基于极海SDK 《APM32F0xx_SDK_v1.7》
Freemodbus的源码可以直接在其官网：freemodbus官网 下载从机代码。
2e778cfebd41a25635978cc04816b57.png
933c2ea621f9609937cb0ea90e5e25e.png
所需的文件只用modbus文件夹和demo里面BARE文件夹里的port文件。
实际使用中还需要对源文件做许多细节修改，可以直接使用修改好了的modbus进行接口移植。
参考来源：STM32 移植FreeModbus详细过程
将modbus的相关文件添加进APM32F030的例程中，即可进行下一步移植工作。
modbus通讯只需要使用一个串口和一个定时器，相关接口函数分别在portserial.c和porttimer.c文件中。
首先是portserial.c中串口的相关配置。
需要配置串口的初始化、中断处理、字节收发等。
串口初始化：
复制
  1. void USART1_Config(uint16_t buad)
    

  2. {
    

  3.    GPIO_Config_T gpioConfig;
    

  4.     USART_Config_T usartConfigStruct;
    


  5. 

  6.     /* Enable GPIO clock */
    

  7.     RCM_EnableAHBPeriphClock(MINI_COM1_TX_GPIO_CLK  | MINI_COM2_TX_GPIO_CLK);
    


  8. 

  9.     /* Enable COM1 or COM2 clock */
    

  10.     RCM_EnableAPB2PeriphClock(MINI_COM1_CLK);
    

  11.     RCM_EnableAPB2PeriphClock(MINI_COM2_CLK);
    


  12. 

  13.     /* Connect PXx to USARTx_Tx */
    

  14.     GPIO_ConfigPinAF(MINI_COM1_TX_GPIO_PORT, MINI_COM1_TX_SOURCE, MINI_COM1_TX_AF);
    


  15. 

  16.     /* Connect PXx to USARRX_Rx */
    

  17.     GPIO_ConfigPinAF(MINI_COM1_RX_GPIO_PORT, MINI_COM1_RX_SOURCE, MINI_COM1_RX_AF);
    


  18. 

  19.     /* Configure USART Tx as alternate function push-pull */
    

  20.     gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AF;
    

  21.     gpioConfig.pin = MINI_COM1_TX_PIN;
    

  22.     gpioConfig.speed = GPIO_SPEED_50MHz;
    

  23.     gpioConfig.outtype = GPIO_OUT_TYPE_PP;
    

  24.     gpioConfig.pupd = GPIO_PUPD_PU;
    

  25.     GPIO_Config(MINI_COM1_TX_GPIO_PORT, &gpioConfig);
    


  26. 

  27.     /* Configure USART Rx as input floating */
    

  28.     gpioConfig.pin  = MINI_COM1_RX_PIN;
    

  29.     GPIO_Config(MINI_COM1_RX_GPIO_PORT, &gpioConfig);
    


  30. 

  31.     /* MINI_USARTs configured as follow: */
    

  32.     /* BaudRate = 115200 baud */
    

  33.     usartConfigStruct.baudRate = buad;
    

  34.     /* Receive and transmit enabled */
    

  35.     usartConfigStruct.mode     = USART_MODE_TX_RX;
    

  36.     /* Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals) */
    

  37.     usartConfigStruct.hardwareFlowCtrl = USART_FLOW_CTRL_NONE;
    

  38.     /* No parity */
    

  39.     usartConfigStruct.parity   = USART_PARITY_NONE;
    

  40.     /* One Stop Bit */
    

  41.     usartConfigStruct.stopBits =  USART_STOP_BIT_1;
    

  42.     /* Word Length = 8 Bits */
    

  43.     usartConfigStruct.wordLength = USART_WORD_LEN_8B;
    

  44.     /* USART_Config */
    

  45.     USART_Config(MINI_COM1, &usartConfigStruct);
    


  46. 

  47.     /* Enable USART_Interrupt_RXBNEIE */
    

  48.  //  USART_EnableInterrupt(MINI_COM1, USART_INT_RXBNEIE);
    


  49. 

  50.     NVIC_EnableIRQRequest(MINI_COM1_IRQn, 2);
    


  51. 

  52.     /* Enable USART */
    

  53.     USART_Enable(MINI_COM1);
    


  54. 

  55. }
中断处理：
复制
  1. void USART1_IRQHandler(void)
    

  2. {
    

  3.   //发生接收中断
    

  4.   if(USART_ReadStatusFlag(MINI_COM1, USART_FLAG_RXBNE) == SET)
    

  5.   {
    


  6. 

  7.     prvvUARTRxISR(); //串口接收中断调用函数
    

  8.     //清除中断标志位    
    

  9.     USART_ClearStatusFlag(USART1, USART_FLAG_RXBNE);   
    

  10.   }
    

  11.         
    

  12.         if(USART_ReadStatusFlag(MINI_COM1, USART_FLAG_OVRE) == SET)
    

  13.   {  
    

  14.                                 prvvUARTRxISR();         //串口发送中断调用函数
    

  15.      USART_ClearStatusFlag(USART1, USART_FLAG_OVRE);
    


  16. 

  17.   }
    

  18.   
    

  19.   //发生完成中断
    

  20.   if(USART_ReadStatusFlag(MINI_COM1, USART_FLAG_TXC)  == SET)
    

  21.   {
    

  22.     prvvUARTTxReadyISR();
    

  23.     //清除中断标志
    

  24.     USART_ClearStatusFlag(USART1, USART_FLAG_TXC);
    

  25.   }
    

  26. }
portserial.c文件的收发处理
复制
  1. vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
    

  2. {
    

  3.     /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
    

  4.      * transmitter empty interrupts.
    

  5.      */
    

  6.         if(xRxEnable == TRUE)
    

  7.         {
    

  8.                 //UART中断使能
    

  9.                 USART_EnableInterrupt(MINI_COM1, USART_INT_RXBNEIE);
    

  10.         }
    

  11.         else
    

  12.         {
    

  13.           //禁止接收和接收中断
    

  14.                 USART_DisableInterrupt(MINI_COM1, USART_INT_RXBNEIE);
    

  15.         }
    

  16.   //STM32串口发送中断使能
    

  17.         if(xTxEnable == TRUE)
    

  18.         {
    

  19.           //使能发送中断
    

  20.                 USART_EnableInterrupt(MINI_COM1, USART_INT_TXCIE);
    

  21.         }
    

  22.         else
    

  23.         {
    

  24.     //禁止发送中断
    

  25.                 USART_DisableInterrupt(MINI_COM1, USART_INT_TXCIE);
    

  26.         }
    

  27. }
    


  28. 

  29. BOOL
    

  30. xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
    

  31. {
    

  32.         
    

  33.   USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);  
    

  34.         
    

  35.         return TRUE;
    

  36. }
    


  37. 

  38. BOOL
    

  39. xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
    

  40. {
    

  41.     /* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called
    

  42.      * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been
    

  43.      * called. */
    

  44.         USART_TxData(USART1, ucByte); //发送一个字节
    

  45.         
    

  46.         return TRUE;
    

  47. }
    


  48. 

  49. BOOL
    

  50. xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
    

  51. {
    

  52.     /* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called
    

  53.      * by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived( ) has been called.
    

  54.      */
    

  55.   *pucByte = USART_RxData(USART1); 
    

  56.         
    

  57.         return TRUE;
    

  58. }
porttimer.c文件中需要配置一个定时器，定时器时基为50us。
TMR14初始化：
复制
  1. void APM_MINI_TMR14_Init(uint16_t period)
    

  2. {
    

  3.     TMR_TimeBase_T  timeBaseConfig;
    


  4. 

  5.     /* Enable Clock */
    

  6.     RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);
    

  7.     RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_TMR14);
    


  8. 

  9.     /* Set clockDivision = 1 */
    

  10.     timeBaseConfig.clockDivision =  TMR_CKD_DIV1;
    

  11.     /* Up-counter */
    

  12.     timeBaseConfig.counterMode =  TMR_COUNTER_MODE_UP;
    

  13.     /* Set divider = 2399.So TMR1 clock freq ~= 48/(2400) = 20kHZ */
    

  14.     timeBaseConfig.div = (2400-1) ;
    

  15.     /* Set counter = 0xffff */
    

  16.     timeBaseConfig.period = period;
    

  17.     /* Repetition counter = 0x0 */
    

  18.    // timeBaseConfig.repetitionCounter =  0;
    


  19. 

  20.     TMR_ConfigTimeBase(TMR14, &timeBaseConfig);
    


  21. 

  22.     /* Enable update interrupt*/
    

  23.   //  TMR_EnableInterrupt(TMR14, TMR_INT_UPDATE);
    

  24.     NVIC_EnableIRQRequest(TMR14_IRQn, 2);
    


  25. 

  26.     /*  Enable TMR14  */
    

  27.     TMR_Enable(TMR14);
    

  28. }
TMR14中断函数：
复制
  1. void TMR14_IRQHandler(void)
    

  2. {
    

  3.             if (TMR_ReadIntFlag(TMR14, TMR_INT_FLAG_UPDATE)  != RESET)
    

  4.     {
    

  5.                                 prvvTIMERExpiredISR();
    

  6.              TMR_ClearIntFlag(TMR14, TMR_INT_FLAG_UPDATE);
    

  7.                 }
    

  8. }
porttimer.c文件接口配置。
复制
  1. BOOL
    

  2. xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
    

  3. {
    

  4.   APM_MINI_TMR14_Init(usTim1Timerout50us);
    

  5.         
    

  6.         return TRUE;
    

  7. }
    


  8. 


  9. 

  10. void vMBPortTimersEnable(  )
    

  11. {
    

  12.     /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */        
    

  13.            TMR_ClearIntFlag(TMR14, TMR_INT_FLAG_UPDATE);
    

  14.            TMR_EnableInterrupt(TMR14, TMR_INT_UPDATE);
    

  15.      TMR_SetCounter(TMR14,0x0000); 
    

  16.            TMR_Enable(TMR14);
    

  17. }
    


  18. 

  19. void vMBPortTimersDisable(  )
    

  20. {
    

  21.     /* Disable any pending timers. */
    

  22.         
    

  23.                  TMR_ClearIntFlag(TMR14, TMR_INT_FLAG_UPDATE);
    

  24.            TMR_DisableInterrupt(TMR14, TMR_INT_UPDATE);
    

  25.      TMR_SetCounter(TMR14,0x0000); 
    

  26.            TMR_Disable(TMR14);
    

  27. }
然后再定义各个模拟寄存器的地址和大小，补全补全输入寄存器操作函数、保持寄存器操作函数、线圈操作函数、离散寄存器函数
详细见prot.c文件。
然后完善main函数即可。
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    


  3. 


  4. 

  5.         eMBInit(MB_RTU, 0x01, 1, 9600, MB_PAR_NONE);  //初始化FreeModbus
    

  6.         eMBEnable();  //启动FreeModbus
    

  7.         while(1)
    

  8.         {
    

  9.                 (void)eMBPoll();  //查询数据帧
    

  10.         }
    

  11. }
程序移植完成后即可使用modbus工具测试，配置ModbusRTU的校验方式。
eadeefd1df22f3481ec6b2dad492cc1.png

然后就可以设置发送01 04 00 00 00 01，就会自动计算校验值发送出去，得到MCU回传的结果。 f8b745d486cd263011507d845717a68.png

APM32F0xx_SDK_v1.7-Freemodbus.zip (1.45 MB, 下载次数: 27) crc计算助手.zip (320.1 KB, 下载次数: 15) freemodbus-master1.6.zip (4.24 MB, 下载次数: 24)






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tpgf 发表于 2023-4-10 14:30 | 显示全部楼层
FreeMODBUS 提供了RTU/ASCII 传输模式及TCP协议支持
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nawu 发表于 2023-4-10 15:05 | 显示全部楼层
FreeModbus协议对硬件的需求非常少--基本上任何具有串行接口，并且有一些能够容纳modbus数据帧的RAM的微控制器都足够了。
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aoyi 发表于 2023-4-10 15:27 | 显示全部楼层
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zljiu 发表于 2023-4-10 15:54 | 显示全部楼层
FreeModbus是基于消息队列的协议。协议通过检测相应的消息来完成对应功能
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gwsan 发表于 2023-4-10 16:21 | 显示全部楼层
对于FreeModbus的软件部分，仅仅需要一个简单的事件队列
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tfqi 发表于 2023-4-10 16:31 | 显示全部楼层
硬件上需要一个异步串行接口，能够支持接收缓冲区满和发送缓存区空中断
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chenjun89 发表于 2023-4-10 19:44 来自手机 | 显示全部楼层
和标准modbus相比，有什么优势呢？
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99288697 发表于 2024-10-28 07:52 来自手机 | 显示全部楼层
航顺的F030能移植吗？
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