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freemodbus 在STM32上的移植

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 楼主| 固桐 发表于 2013-5-27 20:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
FreeModbus, 移植, STM32, TI, TE
本帖最后由 固桐 于 2013-5-27 22:27 编辑

这几天，研究了freemodbus通信协议，然后在stm32上移植。关于freemodbus通信原理，以及通信过程（状态机转换），这里就不说了。       freemodbus使用的库是最新版本freemodbus-v1.5.0,把相应的库文件加载在STM32工程中。移植时，需要用户改写的文件有两个，一个是porttimer.c文件，一个是portserial.c文件。porttimer.c文件主要用于超时判断，本例使用的是定时器2，portserial.c主要使用串口通信的实现，本例使用的是RS485.porttimer.c修改如下
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  1. /* ----------------------- Platform includes --------------------------------*/
    

  2. #include "port.h"
    


  3. 

  4. /* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
    

  5. #include "mb.h"
    

  6. #include "mbport.h"
    

  7. #include "..\..\include\nvic.h"
    

  8. #include "..\..\include\stm32f10x_reg.h"
    

  9. /* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
    


  10. 

  11. BOOL
    

  12. xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us ) //配置50us时钟
    

  13. {
    


  14. 

  15.         uint16_t PrescalerValue = 0;
    

  16.         
    

  17.         /* TIM2 clock enable */
    


  18. 

  19.         
    

  20.         RCC->CFGR.B.PPRE1 = 4;  //APB1预分频系数
    

  21.                           //100：HCLK 2分频
    

  22.                                 //APB1 不超过36MHz
    


  23. 

  24.         RCC->APB1ENR.B.TIM2EN = 1;
    


  25. 

  26.         /* Compute the prescaler value */
    

  27.         PrescalerValue = (uint16_t) (36000000 / 20000) - 1; // 1/20000=50us 
    

  28.         /* Time base configuration */
    

  29.         TIM2->ARR=(uint16_t) usTim1Timerout50us;
    

  30.         TIM2->PSC= PrescalerValue;
    

  31.         TIM2->CR1.B.URS = 1; 
    


  32. 

  33.    MY_NVIC_Init(3,3,28,2);         
    

  34.                 
    

  35.         /* TIM IT DISABLE */
    

  36.         TIM2->SR.B.UIF = 0;
    

  37.         TIM2->DIER.B.UIE = 0;
    

  38.         TIM2->CR1.B.CEN = 0;
    

  39.         /* TIM2 DISABLE counter */
    


  40. 

  41.         return TRUE;;
    

  42. }
    


  43. 


  44. 

  45. void vMBPortTimersEnable(  ) //打开时钟
    

  46. {
    

  47.          TIM2->SR.B.UIF = 0;
    

  48.         TIM2->DIER.B.UIE = 1;
    

  49.         TIM2->CNT= 0;
    

  50.         TIM2->CR1.B.CEN = 1; 
    

  51.         
    

  52. }
    


  53. 

  54. void vMBPortTimersDisable(  ) //关闭时钟
    

  55. {
    

  56.         TIM2->CR1.B.CEN = 0;
    

  57.         TIM2->CNT= 0;
    

  58.         TIM2->DIER.B.TIE = 0;
    

  59.         TIM2->DIER.B.UIE = 0;
    

  60.         }
    


  61. 

  62. /* Create an ISR which is called whenever the timer has expired. This function
    

  63.  * must then call pxMBPortCBTimerExpired( ) to notify the protocol stack that
    

  64.  * the timer has expired.
    

  65.  */
    

  66. void prvvTIMERExpiredISR( void ) //在时钟中断内调用
    

  67. {
    

  68.     ( void )pxMBPortCBTimerExpired(  );
    

  69. }
    


  70. 

  71. void TIM2_IRQHandler(void)
    

  72. {
    


  73. 

  74.     /* Clear TIM4 Capture Compare1 interrupt pending bit*/
    

  75.    
    

  76.         TIM2->SR.B.UIF = 0;
    

  77.         TIM2->SR.B.TIF = 0;
    

  78.         prvvTIMERExpiredISR( );
    


  79. 

  80. }
portserial.c文件修改如下

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  1. #include "port.h"
    


  2. 

  3. /* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
    

  4. #include "mb.h"
    

  5. #include "mbport.h"
    

  6. #include "..\..\include\nvic.h"
    

  7. #include "..\..\include\stm32f10x_reg.h"
    

  8. #include "mb.h"
    

  9. #include "mbport.h"
    

  10. #include <stdio.h>
    

  11. #include <stdlib.h>
    

  12. #include <string.h>
    

  13. #include <ctype.h>
    

  14. #include <math.h>
    

  15. #include <stdarg.h>
    


  16. 


  17. 


  18. 

  19. #define        RS485_T    GPIOA->BSRR.B.SETIO4=1
    

  20. #define RS485_R   GPIOA->BSRR.B.CLRIO4=1
    


  21. 


  22. 

  23. /* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
    

  24. void
    

  25. vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable ) //控制串口的收发中断
    

  26. {
    

  27.         if(TRUE==xRxEnable)
    

  28.         {
    

  29.                 USART2->CR1.B.RXNEIE = 1; 
    

  30.                                         
    

  31.         }
    

  32.         else
    

  33.         {
    

  34.                 USART2->CR1.B.RXNEIE = 0;
    

  35.                 
    

  36.         }
    


  37. 

  38.         if(TRUE==xTxEnable)
    

  39.         {
    

  40.                 
    

  41.                 USART2->CR1.B.TXEIE = 1;
    

  42.                 
    

  43.         }
    

  44.         else
    

  45.         {
    

  46.            
    

  47.                 USART2->CR1.B.TXEIE = 0; 
    

  48.                    
    

  49.         }
    

  50. }
    


  51. 

  52. * 配置串口 目前除了波特率其他参数无效 
    


  53. 


  54. 


  55. 

  56. BOOL 
    

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

  58. {
    

  59.         float temp;
    

  60.   float temp2;        
    


  61. 

  62.   AFIO->MAPR.B.USART2_REMAP=0; //无重映像
    


  63. 

  64.   RCC->APB1ENR.B.USART2EN = 1; //USART2时钟开启
    


  65. 

  66.         GPIOA->CRL.B.MODE2 = 3;        // Configure USART2 Tx (PA.2) as alternate function push-pull 
    

  67.         GPIOA->CRL.B.CNF2 = 2;
    


  68. 

  69.         GPIOA->CRL.B.MODE3 = 0;        // Configure USART2 Rx (PA.3) as input floating 
    

  70.         GPIOA->CRL.B.CNF3 = 1;
    

  71.                             
    

  72.         
    

  73.         temp= (72000000.0/2)/(16*ulBaudRate);
    

  74.         temp2=floor(temp);
    

  75.         temp=temp-temp2;
    

  76.         temp*=16;
    

  77.                                                                 
    

  78.         USART2->BRR.B.DIV_Fraction=temp;//DIV_Fraction[3:0]：USARTDIV的小数部分
    

  79.                                                                         //这4位定义了USART分频器除法因子(USARTDIV)的小数部分。
    

  80.                                                                         // 6 9600
    

  81.         USART2->BRR.B.DIV_Mantissa=temp2;
    

  82.         //DIV_Mantissa[11:0]：USARTDIV的整数部分
    

  83.         //这12位定义了USART分频器除法因子(USARTDIV)的整数部分。
    

  84.         //234 9600
    

  85.         
    

  86.         
    

  87.         USART2->CR1.B.PCE = 0;    //0：校验控制被禁止；
    

  88.         USART2->CR1.B.M = 0;      //0：一个起始位，8个数据位，n个停止位；
    

  89.         USART2->CR1.B.RE = 1;     //1：接受被使能。
    

  90.         USART2->CR1.B.TE = 1;     //1：发送被使能。
    

  91.         USART2->CR1.B.RXNEIE = 1; //1：当USART_SR中的ORE或者RXNE为1时，产生USART中断。
    

  92.         USART2->CR1.B.PEIE = 1;   //1：当USART_SR中的PE为1时，产生USART中断。
    

  93.         USART2->CR1.B.UE = 1;     //1：USART模块使能。
    

  94.         
    

  95.         USART2->CR2.B.LBCL = 0;   //0：最后一位数据的时钟脉冲不从SCLK输出；
    

  96.         USART2->CR2.B.CPOL = 0;   //0：总线空闲时SCLK引脚上保持低电平；
    

  97.         USART2->CR2.B.CLKEN = 0;  //0：SCLK引脚被禁止。
    

  98.         USART2->CR2.B.STOP = 0;   //00：1个停止位；
    

  99.         USART2->CR2.B.CPHA = 1;   //1：时钟二个第边沿进行数据捕获。
    

  100.         USART2->CR3.B.RTSE = 0;   //0：RTS硬件流控制被禁止；
    

  101.         USART2->CR3.B.CTSE = 0;   //0：CTS硬件流控制被禁止；
    

  102.  
    

  103.         
    

  104.    MY_NVIC_Init(3,3,38,2);//组2，最低优先级 
    

  105.          GPIOA->CRL.B.MODE4 = 3;
    

  106.         GPIOA->CRL.B.CNF4 = 0;
    

  107.    
    

  108.         RS485_R;
    

  109.     
    

  110.         return TRUE;
    

  111. }
    


  112. 

  113. // 串口发
    

  114. BOOL
    

  115. xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
    

  116. {
    

  117.         int i;
    


  118. 

  119.         RS485_T;
    

  120.         
    

  121.     for(i=0;i<1000;i++);
    

  122.           USART2->DR.W= ucByte;
    

  123.           while (!(USART2->SR.B.TC == 1)) ;
    

  124.         
    

  125.           RS485_R;
    

  126.     return TRUE;
    

  127. }
    


  128. 

  129. // 串口收
    

  130. BOOL
    

  131. xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
    

  132. {
    


  133. 

  134.     *pucByte = USART2->DR.W;
    


  135. 

  136.     return TRUE;
    

  137. }
    


  138. 

  139. /* Create an interrupt handler for the transmit buffer empty interrupt
    

  140.  * (or an equivalent) for your target processor. This function should then
    

  141.  * call pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) which tells the protocol stack that
    

  142.  * a new character can be sent. The protocol stack will then call 
    

  143.  * xMBPortSerialPutByte( ) to send the character.
    

  144.  */
    

  145.  void prvvUARTTxReadyISR( void )
    

  146. {
    

  147.     pxMBFrameCBTransmitterEmpty(  );
    

  148. }
    


  149. 

  150. /* Create an interrupt handler for the receive interrupt for your target
    

  151.  * processor. This function should then call pxMBFrameCBByteReceived( ). The
    

  152.  * protocol stack will then call xMBPortSerialGetByte( ) to retrieve the
    

  153.  * character.
    

  154.  */
    

  155. void prvvUARTRxISR( void )
    

  156. {
    

  157.      pxMBFrameCBByteReceived(  );
    

  158. }
    

  159. void USART2_IRQHandler(void)
    

  160. {
    

  161.         if(USART2->CR1.B.RXNEIE==1) 
    

  162.         {
    

  163.                 prvvUARTRxISR();//接收完成中断
    

  164.                 USART2->SR.B.RXNE=0;
    

  165.      
    

  166.         }
    


  167. 

  168.         if(USART2->CR1.B.TXEIE==1)
    

  169.         {
    

  170.                 prvvUARTTxReadyISR();//发送完成中断
    

  171.                 USART2->SR.B.TC=0;
    

  172.                 
    

  173.         }
    


  174. 

  175.         
    

  176.         
    

  177. }
另外在主函数中，加入测试函数如下

复制
  1. #include "mb.h" 
    

  2. #include "..\..\include\adc.h" 
    

  3. #include "..\..\include\lm75.h" 
    

  4. #include "..\..\include\timer.h" 
    

  5. #include "..\..\include\simulate.h" 
    

  6. #include "..\..\include\encode.h" 
    

  7. #include "..\..\include\hardware.h"
    

  8. #include "..\..\include\systick.h"
    


  9. 

  10. unsigned short int  usRegInputBuf[10]={0x0000,0xfe02,0x1203,0x1304,0x1405,0x1506,0x1607,0x1708,0x1809};
    

  11. unsigned short int *usRegHoldingBuf=usRegInputBuf;        //一个测试用的 寄存器数组 地址0-7
    


  12. 

  13. unsigned char REG_INPUT_START=0,REG_HOLDING_START=0;
    

  14. unsigned char REG_INPUT_NREGS=8,REG_HOLDING_NREGS=8;
    

  15. unsigned char usRegInputStart=0,usRegHoldingStart=0;
    


  16. 

  17. //读数字寄存器 功能码0x04
    


  18. 

  19. eMBErrorCode
    

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

  21. {
    

  22.         eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  23.         int             iRegIndex;
    


  24. 

  25.     if( ( usAddress >= REG_INPUT_START )&& ( usAddress + usNRegs <= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )
    

  26.     {
    

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

  28.         while( usNRegs > 0 )
    

  29.         {
    

  30.             *pucRegBuffer++ =
    

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

  32.             *pucRegBuffer++ =
    

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

  34.             iRegIndex++;
    

  35.             usNRegs--;
    

  36.         }
    

  37.     }
    

  38.     else
    

  39.     {
    

  40.         eStatus = MB_ENOREG;
    

  41.     }
    


  42. 

  43.     return eStatus;
    


  44. 

  45. }
    

  46. // 寄存器的读写函数 支持的命令为读 0x03 和写0x06
    


  47. 

  48. eMBErrorCode
    

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

  50. {
    

  51.     eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    

  52.     int             iRegIndex;
    

  53.  
    


  54. 

  55.     if( ( usAddress >= REG_HOLDING_START ) && ( usAddress + usNRegs <= REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS ) )
    

  56.     {
    

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

  58.         switch ( eMode )
    

  59.         {
    

  60.                                         
    

  61.         case MB_REG_READ:
    

  62.         if(usAddress==1)
    

  63.                             {
    

  64.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(1) >> 8 );
    

  65.              
    

  66.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(1) & 0xFF );
    

  67.                                   }
    

  68.                                 if(usAddress==2)
    

  69.                                   {
    

  70.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(0) >> 8 );
    

  71.              
    

  72.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(0) & 0xFF );
    

  73.                                   }
    

  74.                                         if(usAddress==3)
    

  75.                                   {
    

  76.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(7) >> 8 );
    

  77.              
    

  78.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( adc.read(7) & 0xFF );
    

  79.                                   }
    

  80.                                         if(usAddress==4)
    

  81.                                   {
    

  82.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( lm75.read() >> 8 );
    

  83.              
    

  84.                                     *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( lm75.read() & 0xFF );
    

  85.                                   }
    

  86.         
    

  87.          if(usAddress==5)
    

  88.                                   {
    

  89.                                                                 
    

  90.                                 timer.refresh();
    

  91.                                 *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( tim_parameter.Position_relative >> 8 );
    

  92.                 *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )( tim_parameter.Position_relative &0xFF );
    

  93.                                                 
    

  94.                 
    

  95.         }
    

  96.                 if(usAddress==6)
    

  97.                                   {
    

  98.                                                                 
    

  99.                                 timer.refresh();
    

  100.                                 *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )(  TIM1->CCR2>> 8 );
    

  101.                 *pucRegBuffer++ = ( unsigned char )(  TIM1->CCR2&0xFF );
    

  102.                                                 
    

  103.                 
    

  104.         }
    

  105.                                   
    

  106.             break;
    

  107.         case MB_REG_WRITE:
    

  108.             while( usNRegs > 0 )
    

  109.             {
    

  110.           
    


  111. 

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

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

  114.              iRegIndex++;
    

  115.                 usNRegs--;
    

  116.             }
    

  117.         }
    

  118.     }
    

  119.     else
    

  120.     {
    

  121.         eStatus = MB_ENOREG;
    

  122.     }
    

  123.     return eStatus;
    

  124. }
    


  125. 

  126. //读/写开关寄存器  0x01  x05
    


  127. 

  128. eMBErrorCode
    

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

  130. {
    

  131.     ( void )pucRegBuffer;
    

  132.     ( void )usAddress;
    

  133.     ( void )usNCoils;
    

  134.     ( void )eMode;
    

  135.     return MB_ENOREG;
    

  136. }
    


  137. 

  138. //读开关寄存器 0x02
    

  139. eMBErrorCode
    

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

  141. {
    

  142.     ( void )pucRegBuffer;
    

  143.     ( void )usAddress;
    

  144.     ( void )usNDiscrete;
    

  145.     return MB_ENOREG;
    

  146. }

经过，测试，本次移植可以读取节点的温度，AD转换值，等参数，实现了预期的效果。


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dong_abc 发表于 2013-5-27 21:03 | 显示全部楼层
我记得freemodbus包里自带了stm32 demo吧。
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 楼主| 固桐 发表于 2013-5-27 22:25 | 显示全部楼层
dong_abc 发表于 2013-5-27 21:03
我记得freemodbus包里自带了stm32 demo吧。

在demo目录下  bare文件中，修改 porttimer.c和portserial.c即可
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yqzhou1980 发表于 2013-11-12 11:06 | 显示全部楼层
好东西，写成文件，就更好了。
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qq20707 发表于 2013-12-23 15:47 | 显示全部楼层
看看 怎么样  学习
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tianli1980 发表于 2013-12-23 15:56 | 显示全部楼层
楼主介绍的步骤很详细，借鉴一下楼主的经验，项。
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406978301 发表于 2013-12-23 19:09 | 显示全部楼层
不错。。。
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Mrzhen009 发表于 2013-12-27 15:39 | 显示全部楼层
LZ您好！最近在做STM32的项目，也是刚接触不久，一直使用寄存器版本编写代码，没有使用STM32库函数。
现在由于也要用到485与上位机通讯，希望移植freemodbus，不知道这个协议可不可以用在寄存器开发版本的STM32工程里？谢谢！
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zclmn 发表于 2013-12-27 23:43 | 显示全部楼层
使用过ModBus，简易版的，自己写的...
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zjxcml 发表于 2013-12-28 10:37 | 显示全部楼层
先MARK 以后学时看 顶下
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dbayj 发表于 2013-12-28 12:55 | 显示全部楼层
Mrzhen009 发表于 2013-12-27 15:39
LZ您好！最近在做STM32的项目，也是刚接触不久，一直使用寄存器版本编写代码，没有使用STM32库函数。
现在 ...

随便你怎么用都行。
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Mrzhen009 发表于 2013-12-28 22:19 | 显示全部楼层
dbayj 发表于 2013-12-28 12:55
随便你怎么用都行。

谢谢！也就是说，这个freemodbus只是提供一些API，只要把源码放入工程，直接可以用它提供的函数接口实现modbus协议？这样理解对吗？
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dbayj 发表于 2013-12-29 11:25 | 显示全部楼层
首先，你得把它要的驱动接口做好，然后你才可以用它提供给你的接口。至于你是用库的方式写驱动，还是用寄存器方式写驱动，都是一样的。
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it_yrj 发表于 2014-1-7 13:16 | 显示全部楼层
楼主好，请教一个问题，上位机在读输入寄存器（读数字寄存器 功能码0x04）的时候是怎么跳转到回调函数
eMBErrorCode
eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
的，多谢了！
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it_yrj 发表于 2014-1-7 13:17 | 显示全部楼层
这种数组寄存器处理方法和从Flash地址取值有何优点？
若非上述操作，如何实现取从机地址的0x4000的数据呢？
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dz0658 发表于 2014-2-26 08:38 | 显示全部楼层
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outstanding 发表于 2014-2-26 09:48 | 显示全部楼层
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wode112233 发表于 2014-5-19 11:40 | 显示全部楼层
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hsh 发表于 2014-5-19 16:47 | 显示全部楼层
谢谢！学习了。
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我心永恒12 发表于 2014-8-30 09:23 | 显示全部楼层
亲，这是主机还是从机程序
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