STM32-modbus rtu 之主机程序

来源：互联网发布：金融行业数据分析软件编辑：程序博客网时间：2024/05/22 06:09
一、STM32串口的发送与接收

考虑到modbus的使用场合大多为半双工而非全双工，所以，串口接收采用DMA+空闲中断，发送则直接发送。
/*serial.c*/
#include "serial.h"#include "string.h" _serialbuf_st serialRXbuf_st;_serialbuf_st serialTXbuf_st; /*DMA接收数据缓存*/u8 g_uart1DmaRXBuf[UART_DMARX_SIZE];    /*说明：3个串口直接发送函数编写：林*/void myUSART_Sendbyte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data){    while((USARTx->SR&0X40)==0);     USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);}void myUSART_Sendstr(USART_TypeDef* USARTx, const char  *s){    while(*s != '\0')    {              myUSART_Sendbyte( USARTx, *s) ;        s++;    }}void myUSART_Sendarr(USART_TypeDef* USARTx, u8 a[] ,uint8_t len){    uint8_t i=0;    while(i <  len )    {              myUSART_Sendbyte( USARTx, a[i]) ;        i++;    }}/*说明：  串口1初始化  串口1使用DMA 接收 编写：林*/void Usart1_init(u32 baud){        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    USART_InitTypeDef  USART_InitStructure;    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 ;    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    USART_InitStructure.USART_BaudRate =baud;//一秒发送BaudRate个bit    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);     DMA_DeInit(DMA1_Channel5);      DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(&(USART1->DR));      DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)g_uart1DmaRXBuf;      DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;      DMA_InitStructure.DMA_BufferSize =  UART_DMARX_SIZE;      DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;      DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;       DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;      DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;      DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;      DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;      DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;      DMA_Init(DMA1_Channel5,&DMA_InitStructure);      USART_ITConfig(USART1,USART_IT_TC,DISABLE);      USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,DISABLE);      USART_ITConfig(USART1,USART_IT_IDLE,ENABLE);              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;               //       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;       //        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;              //        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                 //         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                     USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);      USART_Cmd(USART1, ENABLE);         DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);      memset(   & serialRXbuf_st ,0, sizeof (   serialRXbuf_st ) ) ;}/*
等待发送完成
*/ void WaitForTransmitComplete(USART_TypeDef* USARTx){    while((USARTx->SR&0X40)==0){}; } /*说明：串口中断，DMA与空闲中断处理，用于串口接收编写：林*/void USART1_IRQHandler(void){     _serialbuf_st *p= &serialRXbuf_st;    __IO u8 temp = 0;    u8 i=0;    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET)    {        temp = USART1->SR;        temp = USART1->DR;         DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);        temp = UART_DMARX_SIZE - ((uint16_t)(DMA1_Channel5->CNDTR));                for (i = 0;i < temp;i++)        {              p->buf[i] =g_uart1DmaRXBuf[i];        }        p->len = temp ;                DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel5,UART_DMARX_SIZE);        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);    }     __nop(); }
/*serial.h*/
#ifndef __SERIALx_H#define __SERIALx_H    #include "stm32f10x.h"/*DMA接收数据缓存大小*/#define UART_DMARX_SIZE 0xfftypedef struct  {    u8 buf[UART_DMARX_SIZE];    __IO u8 len;} _serialbuf_st ;  //串口数据结构typedef struct  {    u8 addr;//从机地址    u8 start;//寄存器起始    u8 len;  //接收到或待发送的寄存器数    u16 buf[UART_DMARX_SIZE/2];//寄存器数据} _mbdata_st; //用户数据extern _serialbuf_st serialRXbuf_st;extern _serialbuf_st serialTXbuf_st;void Usart1_init(u32 baud) ;void WaitForTransmitComplete(USART_TypeDef* USARTx) ;void myUSART_Sendbyte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data) ;void myUSART_Sendstr(USART_TypeDef* USARTx, const char  *s) ;void myUSART_Sendarr(USART_TypeDef* USARTx, u8 a[] ,uint8_t len);#endif
二、实现读保持寄存器功能：F=0x03
首先实现发送函数
/*说明：    接收“读保持寄存器”的结果    命令0X03返回：    res_OK 正确    res_ERR1 其他错误    res_ERR2 地址不符    res_ERR3 无反馈*/u8 mb_recv_readHoldingReg( _mbdata_st *mbp){     u8 i;    if( serialRXbuf_st.len == 0 ) return res_ERR3;    serialRXbuf_st.len=0;    if( mbp->addr == serialRXbuf_st.buf[0] )    {         if( 0x03 == serialRXbuf_st.buf[1] )         {              for(i=0;i<serialRXbuf_st.buf[2]/2;i++)             {                    mbp->buf[mbp->start +i]= (u16)(serialRXbuf_st.buf[i*2+3]>>8) + serialRXbuf_st.buf[i*2+4];             }             mbp->len =  serialRXbuf_st.buf [2]/2;//寄存器数             return res_OK;         }         else         {             return res_ERR1;         }    }    return res_ERR2; }
三、实现写保持寄存器功能：F=0X10
发送与接收代码如下
/*发送"写保持寄存器"，命令0X10*/void mb_sent_writeHoldingReg( const _mbdata_st  mbp){     u8 i=0;    u16 temp;    u8 len = mbp.len;     if(len>0x7d)len=0x7d;    serialTXbuf_st.buf[0] = mbp.addr;    serialTXbuf_st.buf[1] = 0x10;    serialTXbuf_st.buf[2] = mbp.start>>8;    serialTXbuf_st.buf[3] = mbp.start;    serialTXbuf_st.buf[4] = 0;    serialTXbuf_st.buf[5] =  len;    serialTXbuf_st.buf[6] =  len*2;    for(;i<mbp.len;i++)    {      serialTXbuf_st.buf[i*2+7] = mbp.buf[i]>>8;      serialTXbuf_st.buf[i*2+8] = mbp.buf[i];    }       temp=usMBCRC16(  serialTXbuf_st.buf,   len*2+7 );    serialTXbuf_st.buf[ len*2+7] = temp;    //低    serialTXbuf_st.buf[ len*2+8] = temp>>8;    myUSART_Sendarr(  USART1,   serialTXbuf_st.buf ,   len*2+9) ;    WaitForTransmitComplete(USART1) ; //发送完成 }/*说明：    接收“写保持寄存器”的从机反馈返回：    res_OK 正确    res_ERR1 校验错误    res_ERR2 返回格式错误    res_ERR3 无反馈*/u8 mb_recv_writeHoldingReg( _mbdata_st  *mbp ){    u8 i=0;    if( serialRXbuf_st.len == 0 ) return res_ERR3;    serialRXbuf_st.len=0;    for(i=0;i<6;i++)    {        if ( serialTXbuf_st.buf[i] != serialRXbuf_st.buf[i] ) return res_ERR2;    }    if( serialRXbuf_st.buf[6] + (u16)(serialRXbuf_st.buf[7]<<8) != usMBCRC16(  serialRXbuf_st.buf,  6 )) return res_ERR1;    return res_OK;}

四、程序调用
为了方便，将上面函数统一起来
//统一发送void smb_sentHoldingReg(const _mbdata_st  mbp   ){    mb_setMODRXorTX(1);//改为发送模式     if( gmod == 1 )         mb_sent_writeHoldingReg( HoldingReg_st);     else          mb_sent_readHoldingReg( HoldingReg_st );     mb_setMODRXorTX(0);//改为接收模式     gsync=1;}//统一接收 u8 smb_recvHoldingReg( _mbdata_st  *mbp   ){    u8 rel=0xff;    if( 1 == gsync)//发送完成    {         gsync=0;         while( serialRXbuf_st.len == 0 )          {            if(TIM3->CNT >4900)  break ;//从机无响应         };//接收完成                  if( gmod == 1)         {            rel=mb_recv_writeHoldingReg( &HoldingReg_st ) ;         }else          {            rel=mb_recv_readHoldingReg(   &HoldingReg_st ) ;         }    }      return rel ;}
在定时器服务里调用发送函数
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断{    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源     {        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源         {             if(gmod == 1) HoldingReg_st.buf [1]++ ;   //累增某个保持寄存器，用于测试观察             smb_sentHoldingReg( HoldingReg_st ) ;        }    }}
在主循环里调用接收函数
    while(1)    {          rel = smb_recvHoldingReg( &HoldingReg_st ) ;          if( res_OK == rel && HoldingReg_st.buf[0] == 1 ) LED0=!LED0; //观察结果    }


五、验证
程序烧录到STM32,，串口连接电脑，使用PC端从机软件 Modbus Slave 观察
F=0X03
F=0X10,(虽然显示03)
这个从机软件不能显示F=0X10也就是16，但功能是可以使用的。
不过这毕竟令人心里不爽，所以我使用nmodbus类库编写了C#上位机软件进行验证，如下图所示，可见F=16也就是0X10
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