用stm32库函数编写的modbus源代码.docx
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用stm32库函数编写的modbus源代码
用stm32库函数编写的modbus源代码
说在前面的话：
1.请勿盲目抄袭。
这个协议使用了一个定时器，所以在别处请不要再使用，如果定时器不够用，可以做虚拟定时器。
也就是采用一个物理的定时器产生时基。
在这个定时器的中断函数中可以给相应的多个定时器自加1.每个虚拟定时器可以用两个变量分别控制打开关闭，和计时。
这个已经试验通过了可行的。
其实就跟我们使用物理的定时器一样，只不过物理的定时器是用晶振产生时基。
2.这段代码已经调试通过了，也硬件试验过，没有问题，如果你出现问题了，看看你在主函数的的各种基本配置有没有完成。
如果要使用06和10号功能，你还需要在主函数中建立一个100个元素的数组，每个元素是16位。
3.写这个文档的时候，这个协议已经是半年前完成的了。
所以有些东西记得不是很清楚了，如果说错了，请以实际为准。
只是不想让这份代码死在电脑中了，所以才想起来要拿出来分享，支持开源精神。
4.如果实在实在是没有弄出来，请联系我，可以共同交流，我的邮箱：
#include"stm32f10x.h"
/*此Modbus协议暂时只支持RTU模式，只支持作为Modbus从设备。
暂时支持的功能码（16进制）如下表所示：
01.读线圈状态（读多个输出位的状态，有效地位为0-31）
02.读输入位状态（读多个输入位的状态，有效地位为0-31）
03.读保持寄存器（读多个保持寄存器的数值，有效地位为0-99）
04.读输入寄存器（读多个输入寄存器的数值，有效地址为0-1）
05.强制单个线圈（强制单个输出位的状态，有效地位为0-31）
06.预制单个寄存器（设定一个寄存器的数值，有效地址为0-99）
0F.强制多个线圈（强制多个输出位的状态，有效地址为0-31）
10.预制多个寄存器（设定多个寄存器的数值，有效地址为0-99）
暂时支持的错误代码为：
01不合法功能代码从机接收的是一种不能执行功能代码。
发出查询命令后，该代码指示无程序功能。
（不支持的功能代码）
02不合法数据地址接收的数据地址，是从机不允许的地址。
（起始地址不在有效范围内）
03不合法数据查询数据区的值是从机不允许的值。
（在起始地址的基础上，这个数量是不合法的）
供用户调用的函数有：
1.voidModInit（u8Id）;//用于Modbus初始化，在函数调用前，必须初始化函数，用于Main函数中
2.voidModRcv（void）;//用于modbus信息接收，放在串口接收中断
3.voidModSend（void）;//用于modbus信息接收,放在串口发送中断
例如：
voidUSART1_IRQHandler（void）//USART1中断
{
if（USART_GetITStatus（USART1,USART_IT_RXNE）!
=RESET）
{
voidModRcv（void）;
……
……
……
}
if（USART_GetITStatus（USART1,USART_IT_TC）!
=RESET）
{
voidModSend（void）;//用于modbus信息接收
……
……
……
}
}*/
//modbus用通讯参数
u8Tim_Out;//大于3.5个字符时间，保守取3ms（波特率9600的时候大约2点几毫秒）
u8Rcv_Complete;//一帧是否已经接受完成
u8Send_Complete;//一帧是否已经发送完成
u8Com_busy;//通讯繁忙，表示上一帧还未处理结束
u8Rcv_Buffer[210];//用来存放接收到的完整的一帧数据（第一个字节用来存放接收到的有效字节数，也就是数组中的有效字节数）
u8Send_Buffer[210];//用来存放待发送的完整的一帧数据（第一个字节用来存放待发送的有效字节数，也就是数组中的有效字节数）
u8Rcv_Data;//用来存放接收的一个字节
u8Send_Data;//用来存放要发送的一字节
u8Mod_Id;//用来标志作为从站的站号
u8Rcv_Num;//用来表示接收的一帧的有效字节数（从功能码到CRC校验）
u8Send_Num;//用来表示待发送的一帧的字节数
u8*PointToRcvBuf;//用来指向接收的数据缓存
u8*PointToSendBuf;//用来指向带发送的数据缓存
u8Comu_Busy;//用来表示能否接收下一帧数据
u8HaveMes;
externu16HoldReg[100];
//CRC校验查表用参数
/*CRC高位字节值表*/
staticu8auchCRCHi[]={
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,
0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,
0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,
0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,
0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,
0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,
0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,
0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40
};
/*CRC低位字节值表*/
staticu8auchCRCLo[]={
0x00,0xC0,0xC1,0x01,0xC3,0x03,0x02,0xC2,0xC6,0x06,
0x07,0xC7,0x05,0xC5,0xC4,0x04,0xCC,0x0C,0x0D,0xCD,
0x0F,0xCF,0xCE,0x0E,0x0A,0xCA,0xCB,0x0B,0xC9,0x09,
0x08,0xC8,0xD8,0x18,0x19,0xD9,0x1B,0xDB,0xDA,0x1A,
0x1E,0xDE,0xDF,0x1F,0xDD,0x1D,0x1C,0xDC,0x14,0xD4,
0xD5,0x15,0xD7,0x17,0x16,0xD6,0xD2,0x12,0x13,0xD3,
0x11,0xD1,0xD0,0x10,0xF0,0x30,0x31,0xF1,0x33,0xF3,
0xF2,0x32,0x36,0xF6,0xF7,0x37,0xF5,0x35,0x34,0xF4,
0x3C,0xFC,0xFD,0x3D,0xFF,0x3F,0x3E,0xFE,0xFA,0x3A,
0x3B,0xFB,0x39,0xF9,0xF8,0x38,0x28,0xE8,0xE9,0x29,
0xEB,0x2B,0x2A,0xEA,0xEE,0x2E,0x2F,0xEF,0x2D,0xED,
0xEC,0x2C,0xE4,0x24,0x25,0xE5,0x27,0xE7,0xE6,0x26,
0x22,0xE2,0xE3,0x23,0xE1,0x21,0x20,0xE0,0xA0,0x60,
0x61,0xA1,0x63,0xA3,0xA2,0x62,0x66,0xA6,0xA7,0x67,
0xA5,0x65,0x64,0xA4,0x6C,0xAC,0xAD,0x6D,0xAF,0x6F,
0x6E,0xAE,0xAA,0x6A,0x6B,0xAB,0x69,0xA9,0xA8,0x68,
0x78,0xB8,0xB9,0x79,0xBB,0x7B,0x7A,0xBA,0xBE,0x7E,
0x7F,0xBF,0x7D,0xBD,0xBC,0x7C,0xB4,0x74,0x75,0xB5,
0x77,0xB7,0xB6,0x76,0x72,0xB2,0xB3,0x73,0xB1,0x71,
0x70,0xB0,0x50,0x90,0x91,0x51,0x93,0x53,0x52,0x92,
0x96,0x56,0x57,0x97,0x55,0x95,0x94,0x54,0x9C,0x5C,
0x5D,0x9D,0x5F,0x9F,0x9E,0x5E,0x5A,0x9A,0x9B,0x5B,
0x99,0x59,0x58,0x98,0x88,0x48,0x49,0x89,0x4B,0x8B,
0x8A,0x4A,0x4E,0x8E,0x8F,0x4F,0x8D,0x4D,0x4C,0x8C,
0x44,0x84,0x85,0x45,0x87,0x47,0x46,0x86,0x82,0x42,
0x43,0x83,0x41,0x81,0x80,0x40
};
//声明modbus的函数
voidModInit（u8Id）;//用于Modbus初始化，参数Id为站号（1-255）
voidModRcv（void）;//用于modbus信息接收
voidModSend（void）;//用于modbus信息接收
voidMessageHandle（u8*pointer_in,u8*pointer_out）;//处理收到的信息帧
voidReadOutputBit（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//读线圈
voidReadInputBit（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//读输入位
voidReadHoldingReg（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//读保持寄存器
voidReadInputReg（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//读输入寄存器
voidForceSingleCoil（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//强制单个线圈
voidPresetSingleReg（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//预制单个寄存器
voidForceMulCoil（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//强制多个线圈
voidPresetMulReg（u8*pointer_1,u8*pointer_2）;//预制多个寄存器
voidErrorHandle（u8Mode,u8*Pointer）;//错误信息帧处理
u16CRC16（u8*puchMsgg,u8usDataLen）;//用于计算CRC校验码
/*函数功能：
用于Modbus初始化
函数输入：
Id为Modbus站号。
函数输出：
无。
*/
voidModInit（u8Id）
{
//modbus参数初始化
PointToRcvBuf=Rcv_Buffer;
PointToSendBuf=Send_Buffer;
Send_Num=1;//发送的数据顺序（输出数组的第几个数）
Mod_Id=Id;//站号设置
Rcv_Buffer[1]=Mod_Id;
Send_Buffer[1]=Mod_Id;
Comu_Busy=0;
}
/*函数功能：
用于Modbus信息接收
函数输入：
无。
函数输出：
无。
*/
voidModRcv（void）
{
HaveMes=1;//表示接收到了信息
Rcv_Data=USART_ReceiveData（USART1）;
if（Comu_Busy!
=1）//如果不忙，可以接收下一帧信息
{
TIM_Cmd（TIM2,DISABLE）;
TIM_SetCounter（TIM2,0）;
if（（Tim_Out!
=0）&&（Rcv_Data==Mod_Id））//如果间隔时间超过了3.5个字符，同时接受的字节和自己的站号一致，则认为接收开始
{
Rcv_Complete=0;//表示数据帧接收开始
Rcv_Num=0;//接收数据个数初始化
Rcv_Num++;//同时个数加一
}
if（（0==Tim_Out）&&（0==Rcv_Complete））//如果处于接收一帧的正常过程中
{
if（Rcv_Num<100）
{
Rcv_Buffer[Rcv_Num+1]=Rcv_Data;//将数据放入接收数组中
Rcv_Num++;//同时个数加一
}
else
{
Rcv_Complete=1;
Comu_Busy=1;
Rcv_Buffer[0]=Rcv_Num;
*（PointToSendBuf+2）=*（PointToRcvBuf+2）;//获取功能码
ErrorHandle（6,PointToSendBuf）;//表示超出了字节数（从机设备忙碌）
Rcv_Num=0;
}
}
Tim_Out=0;
TIM_Cmd（TIM2,ENABLE）;//开启4.5ms计时（三个半字符的保守估计）
}
}
/*函数功能：
用于Modbus信息发送
函数输入：
无。
函数输出：
无。
*/
voidModSend（void）
{
Send_Data=*（PointToSendBuf+Send_Num）;
USART_SendData（USART1,Send_Data）;
Send_Num++;
if（Send_Num>（*PointToSendBuf））//发送已经完成
{
Comu_Busy=0;
*PointToSendBuf=0;
Rcv_Num=0;
Send_Num=1;
//启动数据发送
USART_ITConfig（USART1,USART_IT_TC,DISABLE）;//关闭数据发送中断
}
}
/*函数功能：
Modbus专用定时器（TIM2）
函数输入：
无。
函数输出：
无。
*/
voidTIM2_IRQHandler（void）
{
if（TIM_GetITStatus（TIM2,TIM_IT_Update）!
=RESET）//检查指定的TIM中断发生与否:
TIM中断源
{
TIM_ClearITPendingBit（TIM2,TIM_IT_Update）;//清除TIMx的中断待处理位:
TIM中断源
Tim_Out=1;
TIM_Cmd（TIM2,DISABLE）;
TIM_SetCounter（TIM2,0）;
Rcv_Complete=1;
Rcv_Buffer[0]=Rcv_Num;
if（HaveMes!
=0&&Rcv_Num>4）
{
Comu_Busy=1;
MessageHandle（PointToRcvBuf,PointToSendBuf）;
}
}
}
/*函数功能：
CRC校验用函数
函数输入：
puchMsgg是要进行CRC校验的消息，usDataLen是消息中字节数
函数输出：
计算出来的CRC校验码。
*/
u16CRC16（u8*puchMsgg,u8usDataLen）//puchMsgg是要进行CRC校验的消息，usDataLen是消息中字节数
{
u8uchCRCHi=0xFF;/*高CRC字节初始化*/
u8uchCRCLo=0xFF;/*低CRC字节初始化*/
u8uIndex;/*CRC循环中的索引*/
while（usDataLen--）/*传输消息缓冲区*/
{
uIndex=uchCRCHi^*puchMsgg++;/*计算CRC*/
uchCRCHi=uchCRCLo^auchCRCHi[uIndex];
uchCRCLo=auchCRCLo[uIndex];
}
return（（uchCRCHi<<8）|uchCRCLo）;
}
/*函数功能：
对输入的信息帧进行处理，按照功能码不同，调用不同的函数处理
函数输入：
两个指针，pointer_1指向用来存放输入信息帧的数组，
pointer_2用来指向存放输出信息帧的数组（两个数组的第一个元素都用来存放信息帧的有效字节个数）
后面的元素按照Modbus协议组织。
函数输出：
无。
*/
voidMessageHandle（u8*pointer_in,u8*pointer_out）
{
u16CalKey;//计算出来的校验值
u16RcvKey;//接收到的校验值
HaveMes=0;//清除信息位
//获取接收到的校验值
RcvKey=（u16）*（pointer_in+（*pointer_in-1））;
RcvKey=RcvKey<<8;
RcvKey=RcvKey|（u16）*（pointer_in+（*pointer_in））;
CalKey=CRC16（pointer_in+1,*pointer_in-2）;
if（CalKey==RcvKey）
{
switch（*（pointer_in+2））//第二个字节为功能码
{
case0x01:
ReadOutputBit（pointer_in,pointer_out）;//读输出线圈
break;
case0x02:
ReadInputBit（pointer_in,pointer_out）;//读输入位
break;
case0x03:
ReadHoldingReg（pointer_in,pointer_out）;//读保持寄存器
break;
case0x04:
ReadInputReg（pointer_in,pointer_out）;//读输入寄存器
break;
case0x05:
ForceSingleCoil（pointer_in,pointer_out）;//强制单个线圈状态
break;
case0x06:
PresetSingleReg（pointer_in,pointer_out）;//预制单个寄存器
break;
case0x0F:
ForceMulCoil（pointer_in,pointer_out）;//强制多个线圈
break;
case0x10:
PresetMulReg（pointer_in,pointer_out）;//预制多个寄存器
break;
default:
{
*（pointer_out+2）=*（pointer_in+2）;//获取功能码
ErrorHandle（1,pointer_out）;//功能码错误
}
break;
}
}
else
{
Comu_Busy=0;
}
}
/*函数功能：
读取线圈状态
函数输入：
两个指针，pointer_1指向用来存放输入信息帧的数组，
pointer_2用来指向存放输出信息帧的数组（两个数组的第一个元素都用来存放信息帧的有效字节个数）
后面的元素按照Modbus协议组织。
函数输出：
无。
*/
voidReadOutputBit（u8*pointer_1,u8*pointer_2）//pointer_1用作输入，pointer_2用作输出
{
u16Address=0;//待读取线圈起始地址（GPIO_X,X为A，B两个端口，每个端口16位，对应地址0——31）
u16Num=0;//要读取的线圈个数
u8Byte=0;//要读取的线圈个数总共占用的字节数；
u32PortTemp;//用来存
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