实验5485总线及Modbus通讯协议实验.docx
《实验5485总线及Modbus通讯协议实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验5485总线及Modbus通讯协议实验.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验5485总线及Modbus通讯协议实验
课程名称：
嵌入式软件技术 开课机房：
11号机房
2012年4月24日星期二8：
10～11:
35
专业班级
通信09
（2）班
学号
Xb07680215
姓名
夏陆豪
实验项目名称
实验5——485总线及Modbus通讯协议实验
指导教师
陈玮
一、实验任务与实验目的
实验目的
1.了解Modbus协议及其应用
2.了解freeModbus库及其移植方法
3.掌握Modbus协议中常用命令的应用
实验任务
1.将开源Modbus协议库freeModbus移植到EASYARM8962开发板上
二、报告内容
Freemodbus是modbus协议在嵌入式处理器上的实现。
包括AVR,PIC,WIN32等等平台。
它是开放性源代码，可用于商业目的。
它实现了ModbusRTU/ASCII、TCP三种传输方式，当前版本是1.5，支持以下功能：
∙读输入寄存器（0x04）
∙读保持寄存器（0x03）
∙写单个寄存器（0x06）
∙写多个寄存器（0x10）
∙读/写多个寄存器（0x17）
∙读取线圈状态（0x01）
∙写单个线圈（0x05）
∙写多个线圈（0x0F）
∙读输入状态（0x02）
∙报告从机标识（0x11）
本实现基于最新的标准并且与标准完全兼容。
接收和传输ModbusRTU/ASCII数据帧是通过一个由硬件提取层的调用来驱动状态机实现的。
这就使得协议非常容易移植到其他的平台之上。
当接收一个完整的数据帧后，该数据帧被传入Modbus应用层，数据帧的内容在该层内得到解析。
为方便地增加新的Modbus功能，Freemodbus在应用层提供了钩子函数Hooks。
如果用到了ModbusTCP协议，那么当准备处理一个新数据帧的时候，移植层就必须首先向协议层发送一个事件标志。
然后，协议栈调用一个返回值为接收到的ModbusTCP数据帧的函数，并且开始处理这个数据帧。
如果数据有效，则响应的Modbus反馈帧将提供给移植层生成反馈帧。
最后，该反馈帧被发送到客户端。
二、实现FreeModbus协议所需要的软/硬件需求
Modbus协议对硬件的需求非常少——基本上任何具有串行接口，并且有一些能够容纳modbus数据帧的RAM的微控制器都足够了。
∙一个异步串行接口，能够支持接收缓冲区满和发送缓存区空中断。
∙一个能够产生RTU传输所需要的t3.5字符超时定时器的时钟。
对于软件部分，仅仅需要一个简单的事件队列。
TheSTR71X/FreeRTOS移植使用FreeRTOS队列作为事件队列来减少Modbus任务所需要的时间。
小点的微控制器往往不允许使用操作系统，在那种情况下，可以使用一个全局变量来实现该事件队列（TheAtmelAVR移植使用这种方式实现）。
实际的存储器需求决定于所使用的Modbus模块的多少。
下表列出了所支持的功能编译后所需要的存储器。
ARM项数值是使用GNUARM编译器3.4.4使用-O1选项得到的。
AVR项数值是使用WinAVR编译器3.4.5使用-Os选项编译得到的。
Module
ARMCode
ARMRAM（static）
AVRCode
AVRRAM（static）
ModbusRTU（Required）
1132Byte
272Byte
1456Byte
266Byte
ModbusASCII（Optional）
1612Byte
28Byte
1222Byte
16Byte
ModbusFunctions[1]
1180Byte
34Byte
1602Byte
34Byte
ModbusCore（Required）
924Byte
180Byte
608Byte
75Byte
PortingLayer（Required[2]）
1756Byte
16Byte
704Byte
7Byte
Totals
7304Byte
530Byte
5592Byte
398Byte
[1]:
实际大小决定于可支持的Modbus功能码的多少。
功能码可以在头文件 mbconfig.h中进行配置。
[2]:
决定于硬件。
已完成的移植：
CortexM3devices:
∙AtmelAT91SAM3S.
ARMdevices:
∙STR71XwithFreeRTOS/GCC.SeeSTR71X/simple2.cforanexample.
∙STR71TCPwithFreeRTOS/lwIP/GCC.ThisportincludesFreeRTOS,lwIPandafullyworkingPPPstack.ThelwIP,PPPandFreeRTOSpartisgenericandthereforecanbeusedforotherports（orotherprojects）.
∙LPC214XwithKeil.SeeLPC214X/demo.cforanexample.ThisportusestheKeilARMCompiler2.41.
∙AT91SAM7XwithFreeRTOS/Rowley.SeeAT91SAM7X_ROWLEY/demo.cforanexample.
AVRdevices:
∙ATMega8/16/32/128/168/169withWinAVR.SeeAVR/demo.cforanexample.
Coldfiredevices:
∙MCF5235withGCC.SeeMCF5235/demo.cforanexample.
∙MCF5235withCodeWarriorandFreeRTOSportforColdFire.SeeMCF5235CW/demo.cforanexample.
∙MCF5235/TCPwithGCC.ThisportfeaturesFreeRTOSandthelwIPstack.ThelwIPpartisgenericandthereforeitshouldbeusedasabasisforotherlwIPports.
MSP430devices
∙MSP430F169withRowleyCrossworks.SeeMSP430/demo.cforanexample.
∙MSP430F169withGCC.SeeMSP430/demo.cforanexample.
Z8Encoredevices
∙Z8F6422andZ8F1622port.SeeZ8ENCORE/demo.cforanexample.TheportusesZDSII-Z8Encore!
4.10.1asdevelopmentenvironment.
Win32:
∙AWin32ModbusRTU/ASCIIPort.
∙AWin32Modbus/TCPPort.
Linux:
∙ALinux（uCLinuxorotherdistributions）ModbusRTU/ASCIIPort.
任务一
PortTimer.c中：
xMBPortTimersInit（USHORTusTim1Timerout50us）负责配置一个时基，vMBPortTimersEnable（）启用这个时基。
比如执行:
xMBPortTimersInit（10000）;
vMBPortTimersEnable（）;
Port.c
/*-----------------------Systemincludes--------------------------------*/
#include"hw_types.h"
#include"interrupt.h"///zd
/*-----------------------Modbusincludes----------------------------------*/
/*-----------------------Variables----------------------------------------*/
///intVIC_Temp;
/*-----------------------Startimplementation-----------------------------*/
voidEnterCriticalSection（）{
IntMasterDisable（）;/*DisableInterruptions_zd*/
}
voidExitCriticalSection（）{
IntMasterEnable（）;/*EnableInterruptions_zd*/
}
PortSerial.c
/*
*FreeModbusLibary:
LM3SPort
*Copyright（C）2007TiagoPradoLone
*
*Thislibraryisfreesoftware;youcanredistributeitand/or
*modifyitunderthetermsoftheGNULesserGeneralPublic
*LicenseaspublishedbytheFreeSoftwareFoundation;either
*version2.1oftheLicense,or（atyouroption）anylaterversion.
*
*Thislibraryisdistributedinthehopethatitwillbeuseful,
*butWITHOUTANYWARRANTY;withouteventheimpliedwarrantyof
*MERCHANTABILITYorFITNESSFORAPARTICULARPURPOSE.SeetheGNU
*LesserGeneralPublicLicenseformoredetails.
*
*YoushouldhavereceivedacopyoftheGNULesserGeneralPublic
*Licensealongwiththislibrary;ifnot,writetotheFreeSoftware
*Foundation,Inc.,51FranklinSt,FifthFloor,Boston,MA02110-1301USA
*
*File:
$Id:
portserial.c,v1.12007/04/2423:
15:
18woltiExp$
*/
#include"hw_memmap.h"
#include"hw_ints.h"
#include"hw_types.h"
#include"sysctl.h"
#include"hw_uart.h"
#include"gpio.h"
#include"interrupt.h"
#include"uart.h"
/*-------------------------------------------------------------*/
#include"port.h"
/*-----------------------Modbusincludes----------------------------------*/
#include"mb.h"
#include"mbport.h"
/*-----------------------Startimplementation-----------------------------*/
voidvMBPortSerialEnable（BOOLxRxEnable,BOOLxTxEnable）{
if（TRUE==xRxEnable）{
UARTIntEnable（UART0_BASE,UART_INT_RX|UART_INT_RT）;
}else{
UARTIntDisable（UART0_BASE,UART_INT_RX|UART_INT_RT）;
}
if（TRUE==xTxEnable）{
UARTIntEnable（UART0_BASE,UART_INT_TX）;
}else{
UARTIntDisable（UART0_BASE,UART_INT_TX）;
}
}
voidvMBPortClose（void）{
UARTIntDisable（UART0_BASE,UART_INT_RX|UART_INT_RT|UART_INT_TX）;
IntEnable（INT_UART0）;
}
BOOLxMBPortSerialInit（UCHARucPORT,ULONGulBaudRate,UCHARucDataBits,
eMBParityeParity）{
/*
UCHARPORT;
ULONGBaudRate;
UCHARDataBits;
eMBParityParity;
PORT=ucPORT;
BaudRate=ulBaudRate;
DataBits=ucDataBits;
Parity=eParity;
*/
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_UART0）;
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_GPIOA）;
GPIOPinTypeUART（GPIO_PORTA_BASE,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1）;
//ConfiguretheUARTforulBaudRate,8-EVEN-1operation.
UARTConfigSetExpClk（UART0_BASE,SysCtlClockGet（）,ulBaudRate,
（UART_CONFIG_WLEN_8|UART_CONFIG_STOP_ONE|UART_CONFIG_PAR_EVEN））;
//EnabletheUARTinterrupt.
IntEnable（INT_UART0）;
UARTIntEnable（UART0_BASE,UART_INT_RX|UART_INT_RT|UART_INT_TX）;
returnTRUE;
}
BOOLxMBPortSerialPutByte（CHARucByte）{
UARTCharPutNonBlocking（UART0_BASE,ucByte）;
returnTRUE;
}
BOOLxMBPortSerialGetByte（CHAR*pucByte）{
*pucByte=UARTCharGetNonBlocking（UART0_BASE）;
returnTRUE;
}
/*
*Createaninterrupthandlerforthetransmitbufferemptyinterrupt
*（oranequivalent）foryourtargetprocessor.Thisfunctionshouldthen
*callpxMBFrameCBTransmitterEmpty（）whichtellstheprotocolstackthat
*anewcharactercanbesent.Theprotocolstackwillthencall
*xMBPortSerialPutByte（）tosendthecharacter.
*/
staticvoidprvvUARTTxReadyISR（void）{
pxMBFrameCBTransmitterEmpty（）;
}
/*
*Createaninterrupthandlerforthereceiveinterruptforyourtarget
*processor.ThisfunctionshouldthencallpxMBFrameCBByteReceived（）.The
*protocolstackwillthencallxMBPortSerialGetByte（）toretrievethe
*character.
*/
staticvoidprvvUARTRxISR（void）{
pxMBFrameCBByteReceived（）;
}
//UARTINTHANDLERZD
voidUART0IntHandler（void）{
unsignedlongulStatus;
ulStatus=UARTIntStatus（UART0_BASE,true）;
UARTIntClear（UART0_BASE,ulStatus）;
if（ulStatus&（UART_INT_RT|UART_INT_RX））{
prvvUARTRxISR（）;
}
if（ulStatus&UART_INT_TX）{
prvvUARTTxReadyISR（）;
}
}
/*
*FreeModbusLibary:
LM3SPort
*Copyright（C）2007TiagoPradoLone
*
*Thislibraryisfreesoftware;youcanredistributeitand/or
*modifyitunderthetermsoftheGNULesserGeneralPublic
*LicenseaspublishedbytheFreeSoftwareFoundation;either
*version2.1oftheLicense,or（atyouroption）anylaterversion.
*
*Thislibraryisdistributedinthehopethatitwillbeuseful,
*butWITHOUTANYWARRANTY;withouteventheimpliedwarrantyof
*MERCHANTABILITYorFITNESSFORAPARTICULARPURPOSE.SeetheGNU
*LesserGeneralPublicLicenseformoredetails.
*
*YoushouldhavereceivedacopyoftheGNULesserGeneralPublic
*Licensealongwiththislibrary;ifnot,writetotheFreeSoftware
*Foundation,Inc.,51FranklinSt,FifthFloor,Boston,MA02110-1301USA
*
*File:
$Id:
porttimer.c,v1.12007/04/2423:
15:
18woltiExp$
*/
PortTimer.c
#include"hw_memmap.h"
#include"hw_ints.h"
#include"hw_types.h"
#include"sysctl.h"
#include"interrupt.h"
#include"hw_timer.h"
#include"hw_types.h"
#include"gpio.h"
#include"timer.h"
/*-----------------------Platformincludes--------------------------------*/
#include"port.h"
/*-----------------------Modbusincludes----------------------------------*/
#include"mb.h"
#include"mbport.h"
/*-----------------------Startimplementation-----------------------------*/
BOOLxMBPortTimersInit（USHORTusTim1Timerout50us）{
SysCtlPeripheralEnable（SYSCTL_PERIPH_TIMER0）;
GPIOPinTypeTimer（TIMER0_BASE,TIMER_A）;
TimerConfigure（TIMER0_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER）;
TimerLoadSet（TIMER0_BASE,TIMER_A,
（SysCtlClockGet（）/20000）*usTim1Timerout50us）;
TimerIntEnable（TIMER0_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT）;
TimerEnable（TIMER0_BASE,TIMER_A）;
IntEnable（INT_TIMER0A）;
returnTRUE;
}
voidvMBPortTimersEnable（）{
TimerEnable（TIMER0_BASE,TIMER_A）;
}
voidvMBPortTimersDisable（）{
TimerDisable（TIMER0_BASE,TIMER_A）;
}
voidTIMERExpiredISR（void）{
（void
升级会员 