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[应用相关] STM32 | 移植FreeModbus详细过程

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2353|46
 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
Modbu, ST
modbus是一个非常好的串口协议（当然也能用在网口上），它简洁、规范、强大。可以满足大部分的工业、嵌入式需求。
这里详细说下如何将freemodbus移植到stm32平台。我之前下载的版本是1.5，当前官网最新的版本是1.6。两者差别不大，这里以1.5版本做演示。


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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:33 | 显示全部楼层
下载


下载好之后，解压得到如下内容：
2494562e249c593fd9.png
我们需要的是modbus这个文件夹，和demo->BARE下的port文件夹。

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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:34 | 显示全部楼层
2
准备一个STM32的工程文件夹


在工程文件夹下新建一个文件夹：FreeModbus。将第一步获取的两个文件夹放到里面。

打开工程，添加两个group，名字分别为modbus和port。将这两个文件夹下的C文件都添加进来，tcp相关的除外。
202762e249feb53f5.png
文件包含路径，也添加这几个文件夹的位置：
9792262e24a0c667e4.png

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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:35 | 显示全部楼层
3完善portserial.c文件

该文件就是modbus通信中用到的串口的初始化配置文件。我这里选择usart1，波特率9600.

第一次打开这个文件，内容如下：
复制

  1. 

  2. void
    

  3. vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
    

  4. {
    

  5.     
    

  6. }
    


  7. 

  8. BOOL
    

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

  10. {
    

  11.     return FALSE;
    

  12. }
    


  13. 

  14. BOOL
    

  15. xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
    

  16. {
    

  17.     
    

  18.     return TRUE;
    

  19. }

认真看一下函数名字，你会发现这些函数分别是：串口使能、串口初始化、发送一个字节、接收一个字节等等。

完善后代码如下：
复制

  1. 

  2. void
    

  3. vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
    

  4. {
    

  5.     
    

  6.   if(xRxEnable == TRUE)
    

  7.   {
    

  8.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    

  9.   }
    

  10.   else
    

  11.   {
    

  12.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
    

  13.   }
    

  14.   
    

  15.   if(xTxEnable == TRUE)
    

  16.   {
    

  17.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
    

  18.   }
    

  19.   else
    

  20.   {
    

  21.     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);
    

  22.   }
    

  23. }
    


  24. 

  25. BOOL
    

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

  27. {
    

  28.   USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);  
    

  29.   USART_NVIC();
    

  30.   return TRUE;
    

  31. }
    


  32. 

  33. BOOL
    

  34. xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
    

  35. {
    

  36.     
    

  37.   
    

  38.     USART_SendData(USART1, ucByte);
    

  39.     return TRUE;
    

  40. }
    


  41. 

  42. BOOL
    

  43. xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
    

  44. {
    

  45.     
    

  46.   *pucByte = USART_ReceiveData(USART1); 
    

  47.   return TRUE;
    

  48. }
    


  49. 


  50. 

  51. static void prvvUARTTxReadyISR( void )
    

  52. {
    

  53.     pxMBFrameCBTransmitterEmpty(  );
    

  54. }
    


  55. 


  56. 

  57. static void prvvUARTRxISR( void )
    

  58. {
    

  59.     pxMBFrameCBByteReceived(  );
    

  60. }
    


  61. 


  62. 

  63. void USART1_IRQHandler(void)
    

  64. {
    

  65.   
    

  66.   if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
    

  67.   {
    

  68.     prvvUARTRxISR(); 
    

  69.     
    

  70.     USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);   
    

  71.   }
    

  72.   
    

  73.   if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_ORE) == SET)
    

  74.   {  
    

  75.     USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_ORE);
    

  76.     prvvUARTRxISR();   
    

  77.   }
    

  78.   
    

  79.   
    

  80.   if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TC) == SET)
    

  81.   {
    

  82.     prvvUARTTxReadyISR();
    

  83.     
    

  84.     USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC);
    

  85.   }
    

  86. }

其中USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);和    USART_NVIC();是串口初始化的代码，如下：

复制

  1. 

  2. void USART1_Config(uint16_t buad)
    

  3. {
    

  4.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    

  5.     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    

  6.     
    

  7.     
    

  8.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    

  9.     
    

  10.     
    

  11.     
    

  12.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    

  13.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  14.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  15.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    
    

  16.     
    

  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    

  18.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    

  19.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    

  20.       
    

  21.     
    

  22.     USART_InitStructure.USART_BaudRate = buad;
    

  23.     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    

  24.     USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    

  25.     USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
    

  26.     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    

  27.     USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    

  28.     
    

  29.     USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 
    

  30.     USART_Cmd(USART1, ENABLE);
    

  31. }
    


  32. 


  33. 

  34. void USART_NVIC(void)
    

  35. {
    

  36.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    

  37.   
    

  38.   
    

  39.   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
    

  40.   
    

  41.   
    

  42.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    

  43.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    

  44.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    

  45.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    

  46.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    

  47. }
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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:36 | 显示全部楼层
4
完善porttimer.c文件


modbus工作时需要一个定时器，所以这里配置一个定时器。定时器时基是50us，周期做为参数输入。代码如下：
复制

  1. 

  2. BOOL
    

  3. xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
    

  4. {
    

  5.   timer2_init(usTim1Timerout50us);
    

  6.   timer2_nvic();
    

  7.   return TRUE;
    

  8. }
    


  9. 


  10. 

  11. void
    

  12. vMBPortTimersEnable(  )
    

  13. {
    

  14.     
    

  15.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    

  16.   TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    

  17.   TIM_SetCounter(TIM2,0x0000); 
    

  18.   TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    

  19. }
    


  20. 

  21. void
    

  22. vMBPortTimersDisable(  )
    

  23. {
    

  24.     
    

  25.   TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    

  26.   TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);
    

  27.   TIM_SetCounter(TIM2,0x0000); 
    

  28.   TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    

  29. }
    


  30. 


  31. 

  32. static void prvvTIMERExpiredISR( void )
    

  33. {
    

  34.     ( void )pxMBPortCBTimerExpired(  );
    

  35. }
    


  36. 

  37. void TIM2_IRQHandler(void)
    

  38. {
    

  39.   if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    

  40.   {
    

  41.     prvvTIMERExpiredISR();
    

  42.     TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    

  43.   }
    

  44. }

其中 timer2_init(usTim1Timerout50us) 和 timer2_nvic() 是timer2初始化函数，内容如下：

复制
  1. void timer2_init(uint16_t period)
    

  2. {
    

  3.   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    

  4.   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    

  5.         TIM_DeInit(TIM2);
    

  6.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = period;
    

  7.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (1800 - 1);  
    

  8.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    

  9.   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    

  10.   TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    

  11.   TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    


  12. 

  13. }
    


  14. 

  15. void timer2_nvic(void)
    

  16. {
    

  17.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    

  18.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    

  19.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    

  20.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
    

  21.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    

  22.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  
    

  23. }

在main.c文件中，定义各个模拟寄存器的地址和大小。

复制
  1. #define REG_INPUT_START 0x0000
    


  2. 

  3. #define REG_INPUT_NREGS 8
    


  4. 

  5. #define REG_HOLDING_START 0x0000
    


  6. 

  7. #define REG_HOLDING_NREGS 8
    


  8. 

  9. #define REG_COILS_START 0x0000
    


  10. 

  11. #define REG_COILS_SIZE 16
    


  12. 

  13. #define REG_DISCRETE_START 0x0000
    


  14. 

  15. #define REG_DISCRETE_SIZE 16
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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:37 | 显示全部楼层
6
补全输入寄存器操作函数、保持寄存器操作函数
modbus功能进行初始化，设置地址和波特率。这部分内容可以参考官方资料里的例程，也可以直接复制别人写好的。我这里放别人写好的代码：

复制

  1. 

  2. int main(void)
    

  3. {
    

  4.     usRegInputBuf[0] = 'I';
    

  5.     usRegInputBuf[1] = ' ';
    

  6.     usRegInputBuf[2] = 'a';
    

  7.     usRegInputBuf[3] = 'm';
    

  8.     usRegInputBuf[4] = ' ';
    

  9.     usRegInputBuf[5] = 'I';
    

  10.   
    


  11. 

  12.     RCC_Config();
    

  13.     eMBInit(MB_RTU, 0x01, 0x01, 9600, MB_PAR_NONE);
    

  14.     eMBEnable();   
    

  15.     for(;;)
    

  16.     {
    

  17.       (void)eMBPoll();
    

  18.     }
    

  19. }
    


  20. 


  21. 

  22. eMBErrorCode
    

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

  24. {
    

  25.     eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  26.     int             iRegIndex;
    


  27. 

  28.     if( ( usAddress >= REG_INPUT_START )
    

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

  30.     {
    

  31.         iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );
    

  32.         while( usNRegs > 0 )
    

  33.         {
    

  34.             *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );
    

  35.             *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
    

  36.             iRegIndex++;
    

  37.             usNRegs--;
    

  38.         }
    

  39.     }
    

  40.     else
    

  41.     {
    

  42.         eStatus = MB_ENOREG;
    

  43.     }
    


  44. 

  45.     return eStatus;
    

  46. }
    


  47. 


  48. 

  49. eMBErrorCode
    

  50. eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
    

  51. {
    

  52.   eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  53.   int             iRegIndex;
    


  54. 


  55. 

  56.   if((usAddress >= REG_HOLDING_START)&&\
    

  57.     ((usAddress+usNRegs) <= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
    

  58.   {
    

  59.     iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
    

  60.     switch(eMode)
    

  61.     {                                       
    

  62.       case MB_REG_READ:
    

  63.         while(usNRegs > 0)
    

  64.         {
    

  65.           *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8);            
    

  66.           *pucRegBuffer++ = (u8)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF); 
    

  67.           iRegIndex++;
    

  68.           usNRegs--;          
    

  69.         }                            
    

  70.         break;
    

  71.       case MB_REG_WRITE:
    

  72.         while(usNRegs > 0)
    

  73.         {         
    

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

  75.           usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
    

  76.           iRegIndex++;
    

  77.           usNRegs--;
    

  78.         }        
    

  79.       }
    

  80.   }
    

  81.   else
    

  82.   {
    

  83.     eStatus = MB_ENOREG;
    

  84.   }  
    

  85.   
    

  86.   return eStatus;
    

  87. }
    


  88. 


  89. 

  90. eMBErrorCode
    

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

  92. {
    

  93.   eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  94.   int             iRegIndex;
    


  95. 


  96. 

  97.   if((usAddress >= REG_HOLDING_START)&&\
    

  98.     ((usAddress+usNCoils) <= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
    

  99.   {
    

  100.     iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
    

  101.     switch(eMode)
    

  102.     {                                       
    

  103.       case MB_REG_READ:
    

  104.         while(usNCoils > 0)
    

  105.         {
    


  106. 


  107. 

  108.           iRegIndex++;
    

  109.           usNCoils--;          
    

  110.         }                            
    

  111.         break;
    

  112.       case MB_REG_WRITE:
    

  113.         while(usNCoils > 0)
    

  114.         {         
    


  115. 


  116. 

  117.           iRegIndex++;
    

  118.           usNCoils--;
    

  119.         }        
    

  120.       }
    

  121.   }
    

  122.   else
    

  123.   {
    

  124.     eStatus = MB_ENOREG;
    

  125.   }  
    

  126.   
    

  127.   return eStatus;
    

  128. }
    


  129. 

  130. eMBErrorCode
    

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

  132. {
    

  133.     ( void )pucRegBuffer;
    

  134.     ( void )usAddress;
    

  135.     ( void )usNDiscrete;
    

  136.     return MB_ENOREG;
    

  137. }
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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:38 | 显示全部楼层
7
修改mbrtu.c文件


否则modbus从机收到命令后，只会返回一次数据。在函数“eMBRTUSend”中。

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  1. 

  2. eMBErrorCode
    

  3. eMBRTUSend( UCHAR ucSlaveAddress, const UCHAR * pucFrame, USHORT usLength )
    

  4. {
    

  5.     eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  6.     USHORT          usCRC16;
    


  7. 

  8.     ENTER_CRITICAL_SECTION(  );
    


  9. 

  10.     
    

  11.     if( eRcvState == STATE_RX_IDLE )
    

  12.     {
    

  13.         
    

  14.         pucSndBufferCur = ( UCHAR * ) pucFrame - 1;
    

  15.         usSndBufferCount = 1;
    


  16. 

  17.         
    

  18.         pucSndBufferCur[MB_SER_PDU_ADDR_OFF] = ucSlaveAddress;
    

  19.         usSndBufferCount += usLength;
    


  20. 

  21.         
    

  22.         usCRC16 = usMBCRC16( ( UCHAR * ) pucSndBufferCur, usSndBufferCount );
    

  23.         ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 & 0xFF );
    

  24.         ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 >> 8 );
    


  25. 

  26.         
    

  27.         
    

  28.         eSndState = STATE_TX_XMIT;
    

  29.         
    

  30.         
    

  31.         xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );
    

  32.         pucSndBufferCur++;  
    

  33.         usSndBufferCount--;
    

  34.         
    

  35.         
    

  36.         vMBPortSerialEnable( FALSE, TRUE );
    

  37.     }
    

  38.     else
    

  39.     {
    

  40.         eStatus = MB_EIO;
    

  41.     }
    

  42.     EXIT_CRITICAL_SECTION(  );
    

  43.     return eStatus;
    

  44. }
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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:39 | 显示全部楼层
8
修改mbconfig.h文件
取消对ASCII的支持。
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  1. 

  2. #define MB_ASCII_ENABLED                        (  0 )

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 楼主| 可怜的小弗朗士 发表于 2022-7-28 16:40 | 显示全部楼层
保存，编译，下载。使用专用的modbus工具测试
工具配置如下：
6349162e24b80063cf.png
modbus指令格式如下：
7469462e24b8945f28.png
咱们这里设置如下：01 04 00 00 00 02，功能码04，起始地址0，数据长度2.校验码没有写怎么办？

这就是这个工具的便利之处！我们不用管，它会自动计算！直接点击发送即可。得到结果如下：
7474062e24b92cbce7.png
可以看到下面的框里，绿色的是我们发送的内容，最后两位是工具自动补上的。蓝色内容是单片机（也就是modbus从机）返回给我们的。

没有问题，打完收工！
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稳稳の幸福 发表于 2022-7-29 11:46 | 显示全部楼层
谢谢分享
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Uriah 发表于 2022-10-4 11:30 | 显示全部楼层

待向GPIO（通用I/O端口）的输入从0变为1时，程序可以一定的间隔来检查GPIO的状态
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Bblythe 发表于 2022-10-4 14:29 | 显示全部楼层

CPLD解密，DSP解密都习惯称为单片机解密
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bestwell 发表于 2022-10-12 09:53 | 显示全部楼层
STM32 HAL库移植FreeModbus  
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yszong 发表于 2022-10-13 22:42 | 显示全部楼层
单片机的外部都连接有象电池等电源部分
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zerorobert 发表于 2022-10-17 21:08 | 显示全部楼层
STM32移植FreeModbus RTU从机吗           
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1988020566 发表于 2022-10-17 21:28 | 显示全部楼层
移植Modbus也不是一件简单的事情        
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uytyu 发表于 2022-10-17 22:17 | 显示全部楼层
以FreeModbus为例进行移植，将其移植到STM32中使用。
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wukye 发表于 2022-10-18 11:37 | 显示全部楼层
mark一下
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1988020566 发表于 2022-10-18 11:43 | 显示全部楼层
stm32裸机移植FreeModbus        
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kkzz 发表于 2022-10-18 12:30 | 显示全部楼层
要的是modbus这个文件夹,和demo->BARE下的port文件夹。
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