STM32 | 移植FreeModbus详细过程

只看该作者 · 2022-7-28 16:32

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。

只看该作者 · 2022-7-28 16:33

下载

下载好之后，解压得到如下内容：

我们需要的是modbus这个文件夹，和demo->BARE下的port文件夹。

只看该作者 · 2022-7-28 16:34

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。

文件包含路径，也添加这几个文件夹的位置：

只看该作者 · 2022-7-28 16:35

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：

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void

vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )

{

    

}



BOOL

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

{

    return FALSE;

}



BOOL

xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )

{

    

    return TRUE;

}

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：

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void

vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )

{

    

  if(xRxEnable == TRUE)

  {

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

  }

  else

  {

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);

  }

  

  if(xTxEnable == TRUE)

  {

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);

  }

  else

  {

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);

  }

}



BOOL

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

{

  USART1_Config((uint16_t)ulBaudRate);  

  USART_NVIC();

  return TRUE;

}



BOOL

xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )

{

    

  

    USART_SendData(USART1, ucByte);

    return TRUE;

}



BOOL

xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )

{

    

  *pucByte = USART_ReceiveData(USART1); 

  return TRUE;

}





static void prvvUARTTxReadyISR( void )

{

    pxMBFrameCBTransmitterEmpty(  );

}





static void prvvUARTRxISR( void )

{

    pxMBFrameCBByteReceived(  );

}





void USART1_IRQHandler(void)

{

  

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

  {

    prvvUARTRxISR(); 

    

    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);   

  }

  

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

  {  

    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_ORE);

    prvvUARTRxISR();   

  }

  

  

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

  {

    prvvUARTTxReadyISR();

    

    USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TC);

  }

}

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

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void USART1_Config(uint16_t buad)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    

    

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    

    

    

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    

    

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

      

    

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = buad;

    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}





void USART_NVIC(void)

{

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  

  

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

  

  

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

只看该作者 · 2022-7-28 16:36

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：

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BOOL

xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )

{

  timer2_init(usTim1Timerout50us);

  timer2_nvic();

  return TRUE;

}





void

vMBPortTimersEnable(  )

{

    

  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

  TIM_SetCounter(TIM2,0x0000); 

  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

}



void

vMBPortTimersDisable(  )

{

    

  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);

  TIM_SetCounter(TIM2,0x0000); 

  TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

}





static void prvvTIMERExpiredISR( void )

{

    ( void )pxMBPortCBTimerExpired(  );

}



void TIM2_IRQHandler(void)

{

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

  {

    prvvTIMERExpiredISR();

    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

  }

}

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

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void timer2_init(uint16_t period)

{

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

        TIM_DeInit(TIM2);

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = period;

        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (1800 - 1);  

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);



}



void timer2_nvic(void)

{

  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  

}

在main.c文件中，定义各个模拟寄存器的地址和大小。

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#define REG_INPUT_START 0x0000



#define REG_INPUT_NREGS 8



#define REG_HOLDING_START 0x0000



#define REG_HOLDING_NREGS 8



#define REG_COILS_START 0x0000



#define REG_COILS_SIZE 16



#define REG_DISCRETE_START 0x0000



#define REG_DISCRETE_SIZE 16

只看该作者 · 2022-7-28 16:37

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：

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int main(void)

{

    usRegInputBuf[0] = 'I';

    usRegInputBuf[1] = ' ';

    usRegInputBuf[2] = 'a';

    usRegInputBuf[3] = 'm';

    usRegInputBuf[4] = ' ';

    usRegInputBuf[5] = 'I';

  



    RCC_Config();

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

    eMBEnable();   

    for(;;)

    {

      (void)eMBPoll();

    }

}





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++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );

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

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

          iRegIndex++;

          usNRegs--;          

        }                            

        break;

      case MB_REG_WRITE:

        while(usNRegs > 0)

        {         

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

          usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;

          iRegIndex++;

          usNRegs--;

        }        

      }

  }

  else

  {

    eStatus = MB_ENOREG;

  }  

  

  return eStatus;

}





eMBErrorCode

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

{

  eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;

  int             iRegIndex;





  if((usAddress >= REG_HOLDING_START)&&\

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

  {

    iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);

    switch(eMode)

    {                                       

      case MB_REG_READ:

        while(usNCoils > 0)

        {





          iRegIndex++;

          usNCoils--;          

        }                            

        break;

      case MB_REG_WRITE:

        while(usNCoils > 0)

        {         





          iRegIndex++;

          usNCoils--;

        }        

      }

  }

  else

  {

    eStatus = MB_ENOREG;

  }  

  

  return eStatus;

}



eMBErrorCode

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

{

    ( void )pucRegBuffer;

    ( void )usAddress;

    ( void )usNDiscrete;

    return MB_ENOREG;

}

只看该作者 · 2022-7-28 16:38

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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eMBErrorCode

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

{

    eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;

    USHORT          usCRC16;



    ENTER_CRITICAL_SECTION(  );



    

    if( eRcvState == STATE_RX_IDLE )

    {

        

        pucSndBufferCur = ( UCHAR * ) pucFrame - 1;

        usSndBufferCount = 1;



        

        pucSndBufferCur[MB_SER_PDU_ADDR_OFF] = ucSlaveAddress;

        usSndBufferCount += usLength;



        

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

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

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



        

        

        eSndState = STATE_TX_XMIT;

        

        

        xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );

        pucSndBufferCur++;  

        usSndBufferCount--;

        

        

        vMBPortSerialEnable( FALSE, TRUE );

    }

    else

    {

        eStatus = MB_EIO;

    }

    EXIT_CRITICAL_SECTION(  );

    return eStatus;

}

只看该作者 · 2022-7-28 16:39

8
修改mbconfig.h文件
取消对ASCII的支持。

复制



#define MB_ASCII_ENABLED                        (  0 )

只看该作者 · 2022-7-28 16:40

保存，编译，下载。使用专用的modbus工具测试
工具配置如下：

modbus指令格式如下：

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：

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！

只看该作者 · 2022-7-29 11:46

谢谢分享

只看该作者 · 2022-10-4 11:30

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

只看该作者 · 2022-10-4 14:29

CPLD解密，DSP解密都习惯称为单片机解密

只看该作者 · 2022-10-12 09:53

STM32 HAL库移植FreeModbus

1万 · 2022-10-13 22:42

单片机的外部都连接有象电池等电源部分

只看该作者 · 2022-10-17 21:08

STM32移植FreeModbus RTU从机吗

1万 · 2022-10-17 21:28

移植Modbus也不是一件简单的事情

只看该作者 · 2022-10-17 22:17

以FreeModbus为例进行移植，将其移植到STM32中使用。

只看该作者 · 2022-10-18 11:37

mark一下

1万 · 2022-10-18 11:43

stm32裸机移植FreeModbus

1万 · 2022-10-18 12:30

要的是modbus这个文件夹,和demo->BARE下的port文件夹。

STM32 | 移植FreeModbus详细过程

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