FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通信

2万 · 2018-2-28 14:01

自己要做个基于STM32的PLC能直接跑语句表的，现在看来好像没有什么创新的地方，不过实现的方式绝对够创新的了...呵呵。自己写的开题报告中说了要有高级的通信功能。现在做以太网有点来不及了，CAN又感觉不搭调，硬件上也没准备。串口上跑Modbus感觉不错。本来西门子的S7-200就能跑Modbus，STM32-PLC当然也要支持Modbus 什么组态软件，触摸屏都可以连上，不过FreeModbus只支持从机有点可惜，当然本来协议也不难而且也必要实现全协议栈。

2万 · 2018-2-28 14:01

STM32移植FreeModbus的步骤：

首先去 http://www.freemodbus.org 下载文件一定要是官方可靠的才行，我起先为了图方便网上随便下载了一个，结果白白浪费了一下午的时间

不知道是哪里被改动了。目前最新的版本是1.5。

http://115.com/file/bee0jrth#freemodbus-v1.5.0.zip 这是官方的可靠版本。

Demo 文件夹下都是官方移植好的其他芯片的版本。选BARE文件下的“赤裸”文件加入工程同时添加全部的库文件，

2万 · 2018-2-28 14:02

可参考下图

2万 · 2018-2-28 14:02

FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通行

需要移植修改的在 port 目录下
porttimer.c
中 xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us ) 负责配置一个时基，vMBPortTimersEnable( ) 启用这个时基。

比如执行

xMBPortTimersInit( 10000 );
vMBPortTimersEnable( );
for( ;; );
定时器按中断内便会每500MS调用一次pxMBPortCBTimerExpired( );同时你也要检测vMBPortTimersDisable( ) 是否可以可靠的关闭定时器。用仿真器用LED灯都行的.

2万 · 2018-2-28 14:02

portother.c

//负责一个串口的配置为了省事我只支持了波特率的修改

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

vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )负责控制串口【收/发】中断的禁止与使能

pxMBFrameCBByteReceived( ); //在串口接收中断内调用用于通讯侦测

pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ); //在串口发送中断内调用用于告知完成了发送发送缓冲为空

xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte ) xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte ) 两个为串口字节的收发

2万 · 2018-2-28 14:03

port.h

中定义了全局中断的开关

#define ENTER_CRITICAL_SECTION( ) __set_PRIMASK(1) /*关中中断*/
#define EXIT_CRITICAL_SECTION( ) __set_PRIMASK(0) /*开总中断*/
__set_PRIMASK() 来源于 core_cm3.c
这个头文件中添加了#include <assert.h> assert（）断言宏 freeModbus的作者有点意思，为此不可以定义NDEBUG 。#include "stm32f10x.h" 似乎要添加到#include <assert.h>的后边不然编译会有问题。
port.C
添加了些Modbus协议栈与寄存器的接口函数这个也要自己写。
FreeModbus 通过
eMBRegInputCB eMBRegHoldingCB
eMBRegCoilsCB eMBRegDiscreteCB 四个接口函数完成数据的读写操作
其中最常用的是这个 eMBRegHoldingCB 为了方便测试可以构造usRegHoldingBuf[]这样的一个数组进行读写调试。
上位机可以用诸如Modbus调试精灵这样的软件。

2万 · 2018-2-28 14:03

图片如下：

2万 · 2018-2-28 14:03

FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通行

// 寄存器的读写函数支持的命令为读 0x03 和写0x06
eMBErrorCode
eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
{
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
int          iRegIndex;
u16 *PRT=(u16*)pucRegBuffer;
if( ( usAddress >= REG_HOLDING_START ) && ( usAddress + usNRegs <= REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS ) )
{
      iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegHoldingStart );
      switch ( eMode )
      {
      case MB_REG_READ:
         while( usNRegs > 0 )
         {
            *PRT++ = __REV16(usRegHoldingBuf[iRegIndex++]); //数据序转 REV16.W
//    *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8 );
//             *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF );
//    iRegIndex++;
            usNRegs--;
         }
         break;
      case MB_REG_WRITE:
         while( usNRegs > 0 )
         {
            usRegHoldingBuf[iRegIndex++] = __REV16(*PRT++); //数据序转 REV16.W
//    usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ << 8;
//             usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
//             iRegIndex++;
            usNRegs--;
         }
      }
}
else
{
      eStatus = MB_ENOREG;
}
return eStatus;
}
受到freeModbus作者使用“assert（）”的影响在这个里我用了__REV16()这个函数
*PRT++ = __REV16(usRegHoldingBuf[iRegIndex++]);
这是Cortex—M3中的一个汇编指令REV16 功能是交换一个字的高位和地位位的两个字节，若0x1234==__REV16(0x3412)。字节在*pucRegBuffer中的顺序与串口发送的顺序是一致的所以要有这么个转换，当然用代码中注释掉的部分也能实现同样的功能。这是用__REV16()看起来更“酷”一些。当然这样编译后的结果是大约减少4条指令，效率提升有限。
序转指令不少功能非常强大~！__REV16()来源于core_cm3.c

2万 · 2018-2-28 14:04

图片如下：

2万 · 2018-2-28 14:04

FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通行
后边只要想法将STM32_PLC 输出的地址映射这个寄存器上边可以了

2万 · 2018-2-28 14:05

FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通行
整个移植没有什么难度只是看官方的英文API文档生词太多，其实意思非常简单。而且刚开始又用了来路不明的FreeModbus库文件，不伦怎样都不工作，浪费不少时间。全部工作前后总共花了两天的时间。

FreeModbus 移植于STM32 实现Modbus RTU通信

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