【CH32X035评估板测评】+ Modbus_RTU点灯

只看该作者 · 2023-10-9 19:56

本帖最后由袁胜富于 2023-10-9 20:27 编辑

一、概述

CH32X035的USART接口拥有4个，高级定时器2个，通用定时器1个。在以往的工作中使用了Modbus（RTU）的仪器仪表以及一些工控板，在CH32系列芯片使用体验还是不错的。
于是乎为了和大家分享，我出了这个文章。
二、原理分析和硬件连接

原理分析
Modbus_RTU大量运用在工业控制领域，硬件协议可以选用RS-485、RS-232，TTL-UART。本文选用的是TTL-UART，本评测使用USART1作为数据传输接口，TIM3作为定时器时钟为3.5个字符传输时间时长。
硬件连接
PB10------->UART_TX
PB11--------->UART_RX
LED1-------->PA0
LED2-------->PA1

从原理图来看，低电平点亮LED。
使用宏定义定义接口以及接口函数
/*------------------------------------USART相关宏定义-------------------------------*/
#define MODBUS_USART_PORT USART1
#define MODBUS_USART_IRQn USART1_IRQn
#define MODBUS_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler #define MODBUS_USART_PERIPH RCC_APB2Periph_USART1

#define MODBUS_USART_CLOCK_API RCC_APB2PeriphClockCmd #define MODBUS_USART_TX_PORT
GPIOB
#define MODBUS_USART_TX_PIN GPIO_Pin_10
#define MODBUS_USART_TX_PERIPH RCC_APB2Periph_GPIOB
#define MODBUS_USART_RX_PORT GPIOB
#define MODBUS_USART_RX_PIN GPIO_Pin_11
#define MODBUS_USART_RX_PERIPH RCC_APB2Periph_GPIOB
/*------------------------------------TIMER相关宏定义-------------------------------*/
#define MODBUS_TIME_PORT TIM3
#define MODBUS_TIME_IRQn TIM3_IRQn
#define MODBUS_TIME_IRQHandler TIM3_IRQHandler
#define MODBUS_TIME_PERIPH RCC_APB1Periph_TIM3 #define MODBUS_TIME_CLOCK_API RCC_APB1PeriphClockCmd

三、代码

串口接口代码：
#include “port.h”
#include “debug.h”
/* ----------------------- Modbus 包括 ----------------------------------*/
#include “mb.h”
#include “mbport.h”
/* ----------------------- 静态函数 ---------------------------------*/
static void prvvUARTTxReadyISR（ void ）;
static void prvvUARTRxISR（ void ）;
/* ----------------------- Start implementation-----------------------------*/void vMBPortSerialEnable（ BOOL xRxEnable， BOOL xTxEnable ）
{
/
* If xRXEnable enable enable serial receiveinterrupts.if xTxENable 启用
* 发射器空中断。
*/ /
* 如果 xRXEnable 启用串行接收中断。如果 xTxENable 启用
* 发射器空中断。
*/ if （xRxEnable）
{
//
GPIO_SetBits（GPIOA， GPIO_Pin_8）;
USART_ITConfig（MODBUS_USART_PORT、USART_IT_RXNE、启用）;使能接收中断
}
else
{
USART_ITConfig（MODBUS_USART_PORT， USART_IT_RXNE， DISABLE）; //失能接收中断;
}
if （xTxEnable）
{
// GPIO_ResetBits（GPIOA， GPIO_Pin_8）;
USART_ITConfig（MODBUS_USART_PORT、USART_IT_TC、启用）;使能发送中断 } else { USART_ITConfig（MODBUS_USART_PORT， USART_IT_TC， DISABLE）; //失能发送中断 }}void vMBPortClose（ void ）{
USART_Cmd（MODBUS_USART_PORT，DISABLE）; //关闭usart

}

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

{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd（MODBUS_USART_TX_PERIPH，启用）;打开GPIO的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd（MODBUS_USART_RX_PERIPH，ENABLE）;打开GPIO的时钟
MODBUS_USART_CLOCK_API（MODBUS_USART_PERIPH，启用）;打开usart时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= MODBUS_USART_TX_PIN;USART的TX为复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init（MODBUS_USART_TX_PORT，&GPIO_InitStructure）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= MODBUS_USART_RX_PIN ;USART的RX为复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init（MODBUS_USART_RX_PORT，&GPIO_InitStructure）;
if （eParity == MB_PAR_NONE） { USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //不进行奇偶位检测 } else if （eParity == MB_PAR_EVEN） { USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_Even; //进行偶位检测 }
else
{
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_Odd; //进行奇位检测
}

if （ucDataBits == 9）

{

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b;发送数据为9位 }

else
{ USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //发送数据为8位
}

USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulBaudRate ;波特率设置
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;停止位为1
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;无硬件流
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx |USART_Mode_Tx;允许usart接受和发送数据
USART_Init（MODBUS_USART_PORT，&USART_InitStructure）;初始化usart
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = MODBUS_USART_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
USART_Cmd（MODBUS_USART_PORT，启用）;启动usart
// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
GPIO_SetBits（GPIOA，GPIO_Pin_8）;
返回 TRUE;
}
BOOL xMBPortSerialPutByte（ CHAR ucByte ）
{
/* 在 UART 传输缓冲区中放置一个字节。如果 pxMBFrameCBTransmitterEmpty（）被
* 调用，则协议栈调用此函数。
*/
USART_SendData（MODBUS_USART_PORT， ucByte）;发送一个字节
返回 TRUE;
}
BOOL xMBPortSerialGetByte（ CHAR * pucByte ）
{
/* 返回 UART 接收缓冲区中的字节。这个函数在 pxMBFrameCBByteReceived（）被调用后由协议栈调用
。
*/<B1148> *pucByte = USART_ReceiveData（MODBUS_USART_PORT）;接收一个字节
返回 TRUE;
}
/* 为目标处理器的传输缓冲区空中断
*（或等效项）创建中断处理程序。然后
，此函数应 * 调用 pxMBFrameCBTransmitterEmpty（），它告诉协议栈
可以发送一个新字符。然后协议栈将调用
* xMBPortSerialPutByte（）来发送字符。
*/
static void prvvUARTTxReadyISR（ void ）{
pxMBFrameCBTransmitterEmpty（）
;
}
/* 为目标
* 处理器的接收中断创建中断处理程序。然后，此函数应调用 pxMBFrameCBByteReceived（）。然后，
* 协议栈将调用 xMBPortSerialGetByte（）来检索
* 字符。
*/
static void prvvUARTRxISR（ void ）{
pxMBFrameCBByteReceived（）
;
}
/**__attribute__MODBUS_USART_IRQHandler MODBUS_USART_PORT_IRQHandler

**

void MODBUS_USART_IRQHandler（void）
{
if （USART_GetITStatus（MODBUS_USART_PORT， USART_IT_RXNE） == SET） //接收中断
{
prvvUARTRxISR（）;
USART_ClearITPendingBit（MODBUS_USART_PORT、USART_IT_RXNE）;
}
if （USART_GetITStatus（MODBUS_USART_PORT， USART_IT_TC） == SET） //发送中断
{
prvvUARTTxReadyISR（）;
USART_ClearITPendingBit（MODBUS_USART_PORT、USART_IT_TC）;
}}
/
****
#include #include---------------------------------------------------------#include

#include
-------------------------------------------------------**

“
/* -----------------------静态函数 ---------------------------------*/
static void prvvTIMERExpiredISR（ void ）;
//当波特率 > 19200bps时，采用定时器时钟固定为1750us ，//当波特率 < 19200bps时，
定时器时钟为3.5个字符传输时间长
/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
BOOL xMBPortTimersInit（ USHORT usTim1Timerout50us ）
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
uint16_t 预分频器值;
//时基频率 / （1 + Prescaler） = 20KHz
PrescalerValue = （uint16_t）（（SystemCoreClock / 2400） - 1）;
MODBUS_TIME_CLOCK_API（MODBUS_TIME_PERIPH，启用）;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = （uint16_t）usTim1Timerout50us;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_计数器模式 = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit（MODBUS_TIME_PORT，&TIM_TimeBaseStructure）;
TIM_ARRPreloadConfig（MODBUS_TIME_PORT，启用）;使能预装 //
初始化中断优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = MODBUS_TIME_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
TIM_ClearITPendingBit（MODBUS_TIME_PORT、TIM_IT_Update）;
TIM_ITConfig（MODBUS_TIME_PORT、TIM_IT_Update、禁用）;
TIM_Cmd（MODBUS_TIME_PORT，禁用）;
返回 TRUE;
}
inline void vMBPortTimersEnable（）{ /* 启用计时器，并将超时传递给 xMBPortTimersInit（）
*
/
TIM_ClearITPendingBit（MODBUS_TIME_PORT， TIM_IT_Update）;
TIM_ITConfig（MODBUS_TIME_PORT、TIM_IT_Update、启用）;
TIM_SetCounter（MODBUS_TIME_PORT、0x00000000）;
TIM_Cmd（MODBUS_TIME_PORT，启用）;
}
inline void vMBPortTimersDisable（）{
TIM_ClearITPendingBit（MODBUS_TIME_PORT， TIM_IT_Update）
;
TIM_ITConfig（MODBUS_TIME_PORT、TIM_IT_Update、禁用）;
TIM_SetCounter（MODBUS_TIME_PORT、0x00000000）;
/* 禁用任何挂起的计时器。*/
TIM_Cmd（MODBUS_TIME_PORT，禁用）;
}
/* 创建一个 ISR，每当计时器过期时都会调用该 ISR。然后，此函数 * 必须调用 pxMBPortCBTimerExpired（）来通知协议栈

* 计时器已过期。
*/
static void prvvTIMERExpiredISR（ void ）{ （ void ）pxMBPortCBTimerExpired
（）
;
}
/**__attribute__MODBUS_TIME_IRQHandler MODBUS_TIME_PORT_IRQHandler

**

void MODBUS_TIME_IRQHandler（void）
{
if （TIM_GetITStatus（MODBUS_TIME_PORT， TIM_IT_Update）！= RESET）
{
TIM_ClearITPendingBit（MODBUS_TIME_PORT， TIM_IT_Update）; prvvTIMERExpiredISR（）;

}}

Main.c代码 #include “debug.h”#include “port.h”#include “mb.h”
#include “demo.h”

/* Global typedef *//* Global define */

void LED_Init（void）
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA，启用）;打开GPIO的时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;
GPIO_SetBits（GPIOA，GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1）;
}
在t main（void）
{
eMBErrorCode eStatus;
/*初始化串口*/
NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）;
Delay_Init（）;
LED_Init（）;
//初始化freemodbus 设置RTU模式和ID等 eStatus =
eMBInit（MB_RTU， 0x0A，1， 115200， MB_PAR_NONE）;
if （MB_ENOERR ！= eStatus）
{
printf（“freemodbus 设置RTU或模式失败\r\n”）;
}
/* 激活协议栈以及串口和定时器而已。*/
eStatus = eMBEnable（）;
if （MB_ENOERR ！= eStatus）
{
printf（“使能ModbusProtocolStack失败\r\n”）;
}
while（1） {
（void）
eMBPoll（）;
}
}

四、展示

五、心得与体会

从实验来看，CH32X035跑Modbus_RTU完全没问题，可以应在一般的工业环境中。有兴趣的同学可以试一试。工程代码已放在附件中。

只看该作者 · 2023-10-10 07:55

modbus又不是啥好复杂的通信协议，如果MCU搞不定那就有问题了。