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GD32F103实现modbus协议

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楼主
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
modbus协议, gd32F103, GB, 通信, ic
一、modbus
Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司(现在的施耐德电气Schneider Electric)于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表。
Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(De facto)，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。在中国，Modbus 已经成为国家标准。
标准编号：GB/T19582-2008
标准名称：《基于 Modbus 协议的工业自动化网络规范》
分 3 个部分：
《GB/T 19582.1-2008 第 1 部分：Modbus 应用协议》
《GB/T 19582.2-2008 第 2 部分：Modbus 协议在串行链路上的实现指南》
《GB/T 19582.3-2008 第 3 部分: Modbus 协议在 TCP/IP 上的实现指南》


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沙发
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:18 | 只看该作者
二、移植freemodbus

下载：要获取 FreeModbus 源码，我们可以直接从他们的官网：
https://www.embedded-solutions.at/en/freemodbus/获取

freemodbus-v1.6.zip

4.78 MB

源码

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板凳
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:20 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:18
二、移植freemodbus

下载：要获取 FreeModbus 源码，我们可以直接从他们的官网：

1、函数注册
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BOOL

xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )

{

        timer_parameter_struct timer_struct;

        uint16_t  PrescalerValue=0;

        

        rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER3);

        PrescalerValue = (uint16_t) (SystemCoreClock / 20000) - 1;

        

        timer_struct.alignedmode=TIMER_COUNTER_EDGE;

        timer_struct.clockdivision=TIMER_CKDIV_DIV1;

        timer_struct.counterdirection=TIMER_COUNTER_UP;

        timer_struct.period=usTim1Timerout50us;

        timer_struct.prescaler=PrescalerValue;

        timer_struct.repetitioncounter=0;

        timer_init(TIMER3,&timer_struct);

        

        timer_autoreload_value_config(TIMER3,usTim1Timerout50us);

        nvic_irq_enable(TIMER3_IRQn,0,3);

        

        timer_interrupt_flag_clear(TIMER3,TIMER_INT_FLAG_UP);

        timer_interrupt_disable(TIMER3,TIMER_INT_UP);

        timer_disable(TIMER3);

    return TRUE;

}


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地板
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:21 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:20
1、函数注册

2、vMBPortTimersEnable和vMBPortTimersDisable函数注册
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 void

vMBPortTimersEnable(  )

{

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

        timer_interrupt_flag_clear(TIMER3,TIMER_INT_FLAG_UP);

        timer_interrupt_enable(TIMER3,TIMER_INT_UP);

        timer_counter_value_config(TIMER3,0);

        timer_enable(TIMER3);

}
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 void

vMBPortTimersDisable(  )

{

    /* Disable any pending timers. */

        timer_disable(TIMER3);

        timer_counter_value_config(TIMER3,0);

        timer_interrupt_disable(TIMER3,TIMER_INT_UP);

        timer_interrupt_flag_clear(TIMER3,TIMER_INT_FLAG_UP);

}


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5楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:22 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:21
2、vMBPortTimersEnable和vMBPortTimersDisable函数注册

3、定时器终端函数
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void TIMER3_IRQHandler(void)

{

        if(timer_interrupt_flag_get(TIMER3,TIMER_INT_FLAG_UP))

        {

                prvvTIMERExpiredISR();

                timer_interrupt_flag_clear(TIMER3,TIMER_INT_FLAG_UP);

        }

}


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6楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:23 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:22
3、定时器终端函数

4、vMBPortSerialEnable函数注册
复制
void

vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )

{

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

     * transmitter empty interrupts.

     */

        if(TRUE==xRxEnable)

        {

                usart_interrupt_enable(USART1,USART_INT_RBNE);

                gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_1);

        }

        else

        {

                usart_interrupt_disable(USART1,USART_INT_RBNE);

                gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_1);

        }

        

        if(TRUE==xTxEnable)

        {

                usart_interrupt_enable(USART1,USART_INT_TBE);

        }

        else

        {

                usart_interrupt_disable(USART1,USART_INT_TBE);

        }

        

}


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7楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:24 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:23
4、vMBPortSerialEnable函数注册

5、xMBPortSerialInit函数注册
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BOOL

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

{

        (void)ucPORT;

        (void)ucDataBits;

        

        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);

        rcu_periph_clock_enable(RCU_USART1);

        

        gpio_init(GPIOA,GPIO_MODE_AF_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_2);

        gpio_init(GPIOA,GPIO_MODE_IN_FLOATING,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_3);

        

        gpio_init(GPIOA,GPIO_MODE_OUT_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_1);

        

        usart_baudrate_set(USART1,ulBaudRate);

        usart_stop_bit_set(USART1,USART_STB_1BIT);

        usart_hardware_flow_cts_config(USART1,USART_CTS_DISABLE);

        usart_hardware_flow_rts_config(USART1,USART_RTS_DISABLE);

        usart_transmit_config(USART1,USART_TRANSMIT_ENABLE);

        usart_receive_config(USART1,USART_RECEIVE_ENABLE);

        switch(eParity)

        {

                case MB_PAR_NONE:

                {

                        usart_parity_config(USART1,USART_PM_NONE);

                        usart_word_length_set(USART1,USART_WL_8BIT);

                        usart_interrupt_disable(USART1,USART_INT_PERR);

                        break;

                }

                

                case MB_PAR_ODD:

                {

                        usart_parity_config(USART1,USART_PM_ODD);

                        usart_word_length_set(USART1,USART_WL_9BIT);

                        usart_interrupt_enable(USART1,USART_INT_PERR);

                        break;

                }

                

                case MB_PAR_EVEN:

                {

                        usart_parity_config(USART1,USART_PM_EVEN);

                        usart_word_length_set(USART1,USART_WL_9BIT);

                        usart_interrupt_enable(USART1,USART_INT_PERR);

                        break;

                }

                

                default :break;

        }

        

        usart_enable(USART1);

        nvic_irq_enable(USART1_IRQn,0,0);

    return TRUE;

}


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8楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:26 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:24
5、xMBPortSerialInit函数注册

6、发送字节、接收字节、及终端函数
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BOOL

xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )

{

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

     * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been

     * called. */

        usart_data_transmit(USART1,ucByte);

        while(usart_flag_get(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET){}

    return TRUE;

}
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BOOL

xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )

{

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

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

     */

        *pucByte=usart_data_receive(USART1);

    return TRUE;

}
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void USART1_IRQHandler(void)

{

        if(usart_interrupt_flag_get(USART1,USART_INT_FLAG_PERR))

        {

                eMBEnable();

                usart_interrupt_flag_clear(USART1,USART_INT_FLAG_PERR);

        }

        else

        {

                if(usart_interrupt_flag_get(USART1,USART_INT_FLAG_RBNE))

                {

                        prvvUARTRxISR();

                        usart_interrupt_flag_clear(USART1,USART_INT_FLAG_RBNE);

                }

                

                if(usart_interrupt_flag_get(USART1,USART_INT_FLAG_TBE))

                {

                        prvvUARTTxReadyISR();

                        usart_interrupt_flag_clear(USART1,USART_INT_FLAG_TBE);

                }

        }

        

        if(usart_flag_get(USART1,USART_FLAG_ORERR))

        {

                usart_flag_clear(USART1,USART_FLAG_ORERR);

                usart_data_receive(USART1);

        }

}


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9楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:28 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:26
6、发送字节、接收字节、及终端函数

7、port.h文件添加内容
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#define ENTER_CRITICAL_SECTION( )   INTX_DISABLE()

#define EXIT_CRITICAL_SECTION( )    INTX_ENABLE()



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编程小菜鸟123@ 2023-4-11 11:06 回复TA
Error: L6218E: Undefined symbol INTX_DISABLE (referred from mb.o). 报错内容，头文件是包含了的 
编程小菜鸟123@ 2023-4-11 11:03 回复TA
为什么我的这两句话会报错，好像是识别不了INTX_DISABLE(),楼主有遇到过这个问题吗 
你的灰 2021-2-1 09:01 回复TA
@zeshoufx ： __asm void INTX_DISABLE(void) { CPSID I BX LR } __asm void INTX_ENABLE(void) { CPSIE I BX LR } 我指的是这个呢，编译时会报错 
zeshoufx 2021-1-29 20:43 回复TA
@你的灰 ：我的bitband.c里没有汇编，， 
你的灰 2021-1-29 16:50 回复TA
楼主大大您好，我想问下这个bitband.c里的汇编部分无法在MDK里编译，您是如何解决这个问题的呢？ 
10楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:28 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:28
7、port.h文件添加内容

8、demo.c内容
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#include "mb.h"

#include "mbport.h"



/* ----------------------- Defines ------------------------------------------*/

#define REG_COILS_START 0x0001

#define REG_COILS_SIZE 16

unsigned char ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8]={0X00,0X00};



/* ----------------------- Static variables ---------------------------------*/

#define REG_DISC_START 0x0001

#define REG_DISC_SIZE 16

unsigned char ucRegDiscBuf[REG_DISC_SIZE / 8] = { 0x0F, 0XF0 };



/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/





#define REG_INPUT_START 0x0001

#define REG_INPUT_NREGS 8

static USHORT usRegInputStart = REG_INPUT_START;

static USHORT usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS]=

{0x1111,0x2222,0x3333,0x4444,0x5555,0x6666,0x7777,0x8888};





#define REG_HOLDING_START 0x0001 //保持寄存器起始地址

#define REG_HOLDING_NREGS 8 //保持寄存器数量

USHORT usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;

USHORT usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS]=

{0X1100,0X2200,0X3300,0X4400,0X5500,0X6600,0X7700,0X8800};





eMBErrorCode

eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )

{

        eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;

        int iRegIndex;



        if( ( usAddress >= REG_INPUT_START )

        && ( usAddress + usNRegs <= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )

        {

                iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );

                while( usNRegs > 0 )

                {

                        *pucRegBuffer++ =

                        ( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );

                        *pucRegBuffer++ =

                        ( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );

                        iRegIndex++;

                        usNRegs--;

                }

        }

                else

                {

                        eStatus = MB_ENOREG;

                }



                return eStatus;

}





eMBErrorCode

eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs,

eMBRegisterMode eMode )

{

        eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;

        int iRegIndex;



        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 )

                                {

                                        *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8 );

                                        *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF );

                                        iRegIndex++;



                                        usNRegs--;

                                }

                                break;



                case MB_REG_WRITE:

                                 while( usNRegs > 0 )

                                 {

                                        usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ << 8;

                                        usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;

                                        iRegIndex++;

                                        usNRegs--;

                                }

                                break;

                }

        }

        else

        {

                eStatus = MB_ENOREG;

        }

        return eStatus;

}





eMBErrorCode

eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils,eMBRegisterMode eMode )

{

        eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;



        int iNCoils = ( int )usNCoils;



        unsigned short usBitOffset;



        if( ( usAddress >= REG_COILS_START ) &&( usAddress + usNCoils <= REG_COILS_START + REG_COILS_SIZE ) )

        {

                usBitOffset = ( unsigned short )( usAddress - REG_COILS_START );

                switch ( eMode )

                {

                        /* Read current values and pass to protocol stack. */

                        case MB_REG_READ:

                        while( iNCoils > 0 )

                        {

                                *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset, ( unsigned char )( iNCoils > 8 ? 8 :iNCoils ) );

                        iNCoils -= 8;

                        usBitOffset += 8;

                        }

                        break;



        /* Update current register values. */

                        case MB_REG_WRITE:

                        while( iNCoils > 0 )

                        {

                                xMBUtilSetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,( unsigned char )( iNCoils >8 ? 8 : iNCoils ), *pucRegBuffer++ );

                                iNCoils -= 8;

                                usBitOffset += 8;

                        }

                        break;

                }

        

        }

        else

        {

                eStatus = MB_ENOREG;

        }

        return eStatus;

}



eMBErrorCode

        eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )

        {

                eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;

                short iNDiscrete = ( short )usNDiscrete;

                unsigned short usBitOffset;

        

                /* Check if we have registers mapped at this block. */

                if( (usAddress >= REG_DISC_START) &&( usAddress + usNDiscrete<= REG_DISC_START + REG_DISC_SIZE ))

        {

                usBitOffset = (unsigned short)( usAddress - REG_DISC_START );

                while( iNDiscrete > 0 )

        {

                *pucRegBuffer++ =xMBUtilGetBits(ucRegDiscBuf, usBitOffset, (unsigned char)( iNDiscrete >8?8: iNDiscrete ) );

                iNDiscrete -= 8;

                usBitOffset+=8;

        }

        }

        else

        {

                eStatus = MB_ENOREG;//illegal register address

        }

        return eStatus;

}


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11楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:30 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:28
8、demo.c内容

9、03功能码验证：可以发现返回8个寄存器值与demo.c的值一样

使用特权

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12楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:33 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:30
9、03功能码验证：可以发现返回8个寄存器值与demo.c的值一样

10、需要注意的是，为保证串口不乱码，PLL倍频系数不得大于16，需要修改时钟配置，外部晶振不分频
系统时钟设置为96Mhz
复制
RCU_CFG0 &= ~(RCU_CFG0_PLLSEL | RCU_CFG0_PREDV0);

    RCU_CFG0 |= (RCU_PLLSRC_HXTAL );



    /* CK_PLL = (CK_HXTAL/2) * 24 = 96 MHz */

    RCU_CFG0 &= ~(RCU_CFG0_PLLMF | RCU_CFG0_PLLMF_4);

    RCU_CFG0 |= RCU_PLL_MUL12;


使用特权

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13楼
zeshoufx|  楼主 | 2020-12-18 17:39 | 只看该作者
zeshoufx 发表于 2020-12-18 17:33
10、需要注意的是，为保证串口不乱码，PLL倍频系数不得大于16，需要修改时钟配置，外部晶振不分频
系统时 ...

11、工程demo
串口采用usart1，采用RS485方式，其他功能码也测试通过

3-freemodbus.zip

7.75 MB

工程文件

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14楼
一点点0321| | 2021-1-31 23:52 | 只看该作者
工程文件已下载。感谢

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15楼
一点点0321| | 2021-1-31 23:52 | 只看该作者
测试看看可不可以

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16楼
一点点0321| | 2021-1-31 23:53 | 只看该作者

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17楼
天越萍踪| | 2021-2-20 15:46 | 只看该作者

工程文件已下载。感谢

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18楼
fieldpeng| | 2021-6-7 15:18 | 只看该作者
主机和从机握手，一直发送数据，该如何实现呢

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19楼
bestwell| | 2023-4-13 15:40 | 只看该作者
怎么利用modbus协议实现上位机与GD32F103的通讯

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20楼
bestwell| | 2023-4-13 20:25 | 只看该作者
工控上用的比较多的是modbus协议。

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