[APM32E0] 【APM32E030R Micro-EVB开发板评测】modbus总线读取风速仪

#include "modbus.h"

#include "apm32e0xx_uart.h"

#include "apm32e0xx_gpio.h"

#include "apm32e0xx_rcm.h"

#include "delay.h"  // 假设已实现延时函数



// 控制RS485收发方向的引脚定义

#define MODBUS_DIR_PORT    GPIOA

#define MODBUS_DIR_PIN     GPIO_PIN_8



uint8_t txBuffer[8];   // Modbus发送缓冲区

uint8_t rxBuffer[16];  // Modbus接收缓冲区



// 计算CRC16校验

uint16_t Modbus_CRC16(uint8_t *data, uint8_t len)

{

    uint16_t crc = 0xFFFF;

    uint8_t i, j;

    

    for (i = 0; i < len; i++)

    {

        crc ^= data[i];

        for (j = 0; j < 8; j++)

        {

            if (crc & 0x0001)

            {

                crc >>= 1;

                crc ^= 0xA001;

            }

            else

            {

                crc >>= 1;

            }

        }

    }

    return crc;

}



// 初始化UART和RS485控制引脚

void Modbus_Init(uint32_t baudrate)

{

    GPIO_Config_T gpioConfig;

    UART_Config_T uartConfig;

    

    // 使能时钟

    RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOA);

    RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_UART1);

    

    // 配置UART1引脚

    // PA9 - UART1_TX

    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    gpioConfig.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_9;

    GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);

    

    // PA10 - UART1_RX

    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_IN_FLOATING;

    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_10;

    GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfig);

    

    // 配置RS485方向控制引脚PA8

    gpioConfig.mode = GPIO_MODE_OUT_PP;

    gpioConfig.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

    gpioConfig.pin = GPIO_PIN_8;

    GPIO_Config(MODBUS_DIR_PORT, &gpioConfig);

    GPIO_ResetBit(MODBUS_DIR_PORT, MODBUS_DIR_PIN);  // 初始为接收模式

    

    // 配置UART1

    uartConfig.baudRate = baudrate;

    uartConfig.wordLength = UART_WORD_LEN_8B;

    uartConfig.stopBits = UART_STOP_BIT_1;

    uartConfig.parity = UART_PARITY_NONE;

    uartConfig.hwFlowControl = UART_HW_FLOW_CTRL_NONE;

    uartConfig.mode = UART_MODE_TX_RX;

    UART_Config(UART1, &uartConfig);

    

    // 使能UART

    UART_Enable(UART1);

}



// 发送Modbus请求帧

void Modbus_SendRequest(uint8_t addr, uint8_t func, uint16_t regAddr, uint16_t regCnt)

{

    uint16_t crc;

    

    // 构建请求帧

    txBuffer[0] = addr;                // 从机地址

    txBuffer[1] = func;                // 功能码

    txBuffer[2] = (regAddr >> 8) & 0xFF;  // 寄存器地址高8位

    txBuffer[3] = regAddr & 0xFF;       // 寄存器地址低8位

    txBuffer[4] = (regCnt >> 8) & 0xFF;   // 寄存器数量高8位

    txBuffer[5] = regCnt & 0xFF;        // 寄存器数量低8位

    

    // 计算CRC

    crc = Modbus_CRC16(txBuffer, 6);

    txBuffer[6] = crc & 0xFF;          // CRC低8位

    txBuffer[7] = (crc >> 8) & 0xFF;   // CRC高8位

    

    // 切换到发送模式

    GPIO_SetBit(MODBUS_DIR_PORT, MODBUS_DIR_PIN);

    

    // 发送数据

    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++)

    {

        UART_TxData(UART1, txBuffer[i]);

        while (UART_ReadStatusFlag(UART1, UART_FLAG_TXBE) == RESET);

    }

    

    // 等待发送完成

    while (UART_ReadStatusFlag(UART1, UART_FLAG_TC) == RESET);

    

    // 切换回接收模式

    GPIO_ResetBit(MODBUS_DIR_PORT, MODBUS_DIR_PIN);

}



// 接收Modbus响应帧

uint8_t Modbus_ReceiveResponse(uint8_t *buf, uint8_t maxLen, uint32_t timeout)

{

    uint8_t len = 0;

    uint32_t tickStart = Delay_GetTick();  // 获取当前滴答计数

    

    while (1)

    {

        // 检查超时

        if (Delay_GetTick() - tickStart > timeout)

        {

            return 0;  // 超时

        }

        

        // 检查是否有数据接收

        if (UART_ReadStatusFlag(UART1, UART_FLAG_RXBNE) != RESET)

        {

            buf[len++] = UART_RxData(UART1);

            

            // 对于读取保持寄存器的响应，长度是固定的：地址(1)+功能码(1)+数据长度(1)+数据(n)+CRC(2)

            if (len >= 3 && len == (buf[2] + 5))

            {

                break;  // 接收完成

            }

            

            // 防止缓冲区溢出

            if (len >= maxLen)

            {

                break;

            }

        }

    }

    

    return len;

}



// 读取风速值

uint8_t Modbus_ReadWindSpeed(float *windSpeed)

{

    uint8_t len;

    uint16_t crc, receivedCrc;

    

    // 发送读取请求

    Modbus_SendRequest(WIND_SENSOR_ADDR, MODBUS_READ_HOLDING_REG, 

                      WIND_SPEED_REG_ADDR, WIND_SPEED_REG_CNT);

    

    // 等待响应（超时时间500ms）

    len = Modbus_ReceiveResponse(rxBuffer, sizeof(rxBuffer), 500);

    

    // 检查是否超时

    if (len == 0)

    {

        return MODBUS_TIMEOUT;

    }

    

    // 检查CRC

    crc = Modbus_CRC16(rxBuffer, len - 2);

    receivedCrc = (rxBuffer[len - 1] << 8) | rxBuffer[len - 2];

    if (crc != receivedCrc)

    {

        return MODBUS_CRC_ERROR;

    }

    

    // 检查从机地址和功能码

    if (rxBuffer[0] != WIND_SENSOR_ADDR || rxBuffer[1] != MODBUS_READ_HOLDING_REG)

    {

        // 检查是否是错误响应

        if (rxBuffer[1] == (MODBUS_READ_HOLDING_REG | 0x80))

        {

            return MODBUS_RESP_ERROR;  // 从机返回错误

        }

        return MODBUS_RESP_ERROR;

    }

    

    // 检查数据长度是否正确

    if (rxBuffer[2] != 2 * WIND_SPEED_REG_CNT)

    {

        return MODBUS_RESP_ERROR;

    }

    

    // 解析风速值（假设是16位无符号整数，单位0.01m/s）

    uint16_t windRaw = (rxBuffer[3] << 8) | rxBuffer[4];

    *windSpeed = windRaw * 0.01f;  // 转换为m/s

    

    return MODBUS_NO_ERROR;

}

#include "apm32e0xx.h"

#include "modbus.h"

#include "delay.h"

#include <stdio.h>



float windSpeed = 0.0f;

uint8_t modbusStatus;



int main(void)

{

    // 初始化系统时钟

    SystemInit();

    

    // 初始化延时函数（基于SysTick）

    Delay_Init();

    

    // 初始化Modbus（风速仪常用波特率：9600）

    Modbus_Init(9600);

    

    while (1)

    {

        // 读取风速

        modbusStatus = Modbus_ReadWindSpeed(&windSpeed);

        

        // 处理读取结果

        if (modbusStatus == MODBUS_NO_ERROR)

        {

            // 成功读取到风速，可在这里处理数据

     printf("Wind Speed: %.2f m/s\r\n", windSpeed);

        }

        else

        {

            // 处理错误

            switch (modbusStatus)

            {

                case MODBUS_TIMEOUT:

                    // 超时错误处理

                    break;

                case MODBUS_CRC_ERROR:

                    // CRC校验错误处理

                    break;

                case MODBUS_RESP_ERROR:

                    // 响应错误处理

                    break;

            }

        }

        

        // 1秒读取一次

        Delay_Ms(1000);

    }

}