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本文檔介紹 modbus庫(kù)如何移植到ARM開(kāi)發(fā)板上，以及如何使用測(cè)試程序。 適用迅為iTOP-4412開(kāi)發(fā)板丨4418開(kāi)發(fā)板丨6818開(kāi)發(fā)板丨IMX6開(kāi)發(fā)板 1.什么是 modbus 網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于 modbus 介紹的文章非常多，還有專門介紹 modbus 的書籍，這些資料大家 都可以利用起來(lái)，但是在這一小節(jié)中，作者希望幫助大家理解 modbus 的本質(zhì)，modbus 到 底是用來(lái)做什么，用來(lái)解決什么問(wèn)題和存在的價(jià)值。 第一個(gè)要重點(diǎn)理解的是：modbus 是一個(gè)“純數(shù)據(jù)協(xié)議”。 說(shuō)到 modbus 協(xié)議，經(jīng)常和 RS232 和 RS485 以及以太網(wǎng)聯(lián)系到一起。那么 modbus 和 RS485 協(xié)議有什么關(guān)系么？modbus 是純粹的數(shù)據(jù)協(xié)議，和 RS232、RS485 和網(wǎng)絡(luò)等協(xié)議沒(méi) 有一點(diǎn)關(guān)系，如果在串口 RS232 上使用 modbus 協(xié)議，modbus 只處理通過(guò)串口發(fā)送前和串 口接收后的數(shù)據(jù)，串口只是在發(fā)送數(shù)據(jù)前使用 modbus 協(xié)議來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)之后，將 數(shù)據(jù)通過(guò) modbus 協(xié)議轉(zhuǎn)換出來(lái)。 第二個(gè)要重點(diǎn)理解的是：modbus 是一個(gè)“通用的純數(shù)據(jù)協(xié)議”。 怎么理解通用的數(shù)據(jù)協(xié)議呢？作者在讀書的時(shí)候，剛開(kāi)始學(xué)習(xí)嵌入式，使用的是 51 單片 機(jī)，當(dāng)時(shí)要調(diào)試程序的時(shí)候，一般執(zhí)行到哪一步，就點(diǎn)亮一個(gè)燈或者拉高一個(gè) IO，后來(lái)覺(jué)得 通過(guò)“點(diǎn)燈”調(diào)試程序是在太慢了，于是自己定義了“串口數(shù)據(jù)協(xié)議”，例如：執(zhí)行到某一段 代碼，我就打印 0x01，這段代碼出現(xiàn)錯(cuò)誤就打印 0x02...現(xiàn)在大家學(xué)習(xí)了 linux，都知道 linux 控制臺(tái)了，linux 控制臺(tái)對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)，主要就是用來(lái)調(diào)試程序的，帶代碼中添加 print 函 數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)打印字符串。 那么作者當(dāng)年自己定義的“串口數(shù)據(jù)協(xié)議”，就不是一個(gè)通用的協(xié)議，只能自己使用，但 是 linux 控制臺(tái)，無(wú)論哪一個(gè) linux 工程師，操作的方式都是類似的。那么 linux 控制臺(tái)，在 所有的 linux 設(shè)備上使用方法就是通用的。 modbus 可以類比為普通話，如下對(duì)應(yīng)關(guān)系： 福建人→閩南語(yǔ)→普通話 廣東人→粵語(yǔ)→普通話 東北人→東北話→普通話 四川人→四川話→普通話 福建人”比作“RS232”，“廣東人”和“東北人”比作 RS485，“四川人”比作 “以太網(wǎng)”...那么“普通話”就是 modbus 協(xié)議。modbus 協(xié)議和“人”這個(gè)硬件沒(méi)有關(guān) 系，和“人”的說(shuō)法方式?jīng)]有關(guān)系，甚至機(jī)器人只要發(fā)聲是“普通話”，這個(gè)普通話也是 modbus 協(xié)議。 網(wǎng)上關(guān)于 modbus 的資料很多，有不少資料將 modbus 和 RS232 綁定，這一點(diǎn)是完全 錯(cuò)誤的，請(qǐng)大家務(wù)必注意，modbus 只是一個(gè)“通用的純數(shù)據(jù)協(xié)議”。 modbus 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線協(xié)議，它不僅僅是在 PLC 或者單片機(jī)上可以使用，在任 何可以跑代碼的電子設(shè)備上都可以使用，因?yàn)?modbus 對(duì)硬件沒(méi)有任何定義。當(dāng)然， modbus 應(yīng)用范圍主要是在工業(yè)控制上。如果每一臺(tái)工業(yè)控制設(shè)備，都有一種自定義的協(xié) 議，那將是很恐怖的，modbus 協(xié)議可以用在所有控制設(shè)備上，所有的工業(yè)控制設(shè)備都可以 兼容 modbus 協(xié)議。 modbus 的本質(zhì)是一個(gè)通用的純數(shù)據(jù)協(xié)議，modbus 是用來(lái)規(guī)范工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種控制設(shè)備 的通信協(xié)議，通過(guò) modbus 協(xié)議，控制設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（RS485 和以太網(wǎng)等）可以和其它設(shè)備 之間通信，不同廠商的設(shè)備生產(chǎn)的設(shè)備可以很方便的連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。 2.modbus 移植到 linux 2.1 modbus 源碼下載 作者將“l(fā)ibmodbus-3.1.4.tar.gz”下載，打包在“topeet_modbus.tar.gz”中，其中還 有移植好文件。 2.2 arm-linux 上的 modbus 移植和編譯 交叉編譯使用的編譯器是“arm-2009q3”，如下圖所示。 通過(guò) ssh 將下載好的源碼壓縮包“l(fā)ibmodbus-3.1.4.tar.gz”拷貝到 Ubuntu 上，使用命 令“tar -vxf libmodbus-3.1.4.tar.gz”解壓，解壓后生成目錄“l(fā)ibmodbus-3.1.4”，如下 圖所示。 使用命令“mkdir install”，新建 install 路徑，用以安裝生成的文件，如下圖所示。 進(jìn)入 libmodbus-3.1.4，執(zhí)行命令./configure ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes -- host=arm-none-linux-gnueabi --enable-static --prefix=/home/minilinux/install/ 。 Host=后面的是編譯器前綴，--prefix=后面的是安裝目錄，可根據(jù)自己環(huán)境確定，如下圖所 示。 如下圖所示，執(zhí)行完畢。 執(zhí)行編譯命令“make”，如下圖所示。 編譯完成，如下圖所示。 執(zhí)行安裝命令“make install”，則安裝到./configure 指定的目錄，作者這里是 “/home/minilinux/install/”目錄，如下圖所示。 安裝完成，如下圖所示。 查看安裝目錄 install，在 install 生成三個(gè)目錄：include、lib、share，如下圖所示。 如下圖所示，使用 file 命令查看 lib 目錄下的庫(kù)文件，可以發(fā)現(xiàn)其中的文件是 arm 架構(gòu) 的。 將編譯出來(lái)的 lib 路徑下的所有文件拷貝到開(kāi)發(fā)板的“/lib”目錄下。 至此，modbus 的 arm-linux 的庫(kù)文件編譯完成。 2.3 arm 的測(cè)試程序 進(jìn)入目錄/home/minilinux/libmodbus-3.1.4/tests/,查看測(cè)試程序 random-test- server.c，如下圖所示，已經(jīng)編譯出來(lái)了，但是還是需要修改一下源碼中的幾個(gè)參數(shù)，重新編 譯。 輸入命令 vim random-test-server.c 打開(kāi)測(cè)試程序，里面 23 行 ctx =modbus_new_tcp("127.0.0.1", 1502); 改成 ctx = modbus_new_tcp(NULL, 1502);， 即 server 監(jiān)控所有的 ip 地址，端口是 1502。 然后執(zhí)行命令交叉編譯命令arm-none-linux-gnueabi-gcc -o random-test-server random-test-server.c - L/home/minilinux/install/lib -lmodbus -I/home/minilinux/install/include/modbus 生成可執(zhí)行文件 random-test-server，如下圖所示。 如下圖所示，可執(zhí)行文件是 arm 架構(gòu)的。 至此，arm 服務(wù)端的測(cè)試?yán)獭皉andom-test-server”編譯完成。 2.3 x86-linux 的 modbus 移植和編譯 在 minilinux 目錄下再建一個(gè)文件夾，用于放 modbus 的 x86 的文件，如下圖所示，使 用命令“tar -vxf libmodbus-3.1.4.tar.gz -C x86-modbus/”，將源碼解壓到這個(gè)目錄下。 進(jìn)入解壓出來(lái)的“/home/minilinux/x86-modbus/libmodbus-3.1.4”目錄，如下圖所 示，執(zhí)行命令“./configure”,不用加任何參數(shù)，默認(rèn)就是 GCC-x86 配置。 配置完成，如下圖所示。 執(zhí)行“make”編譯命令，然后執(zhí)行安裝命令“make install”，安裝完成，如下圖所 示。 進(jìn)入 test 目錄，前面我們編譯的 arm 下的測(cè)試程序是 server,那么 Ubuntu 下運(yùn)行的就應(yīng) 該是 client 客戶端，如下圖所示。 客戶端需要服務(wù)端的 IP 地址，如下圖所示，作者的服務(wù)端（也就是開(kāi)發(fā)板端）IP 是 “192.168.2.20”。 接著，修改 x86-modbus 目錄下的“random-test-client.c”文件，使用 vim 命令打開(kāi) random-test-client.c 文件，將 ctx = modbus_new_tcp("127.0.0.1", 1502); 改成 ctx = modbus_new_tcp(開(kāi)發(fā)板 IP, 1502); 如下圖所示，然后保存退出。 執(zhí)行命令：gcc -o random-test-client random-test-client.c `pkg-config --libs --cflags libmodbus` 編譯生成 random-test-client 可執(zhí)行文件，如下圖所示，編譯出的可執(zhí)行文件是 x86 的。 至此，x86 上的測(cè)試程序編譯完成。 3.測(cè)試 首先確保開(kāi)發(fā)板和虛擬機(jī) Ubuntu 可以 ping 通，如下圖所示，作者虛擬機(jī)的 IP 為 “192.168.2.200”，通過(guò)開(kāi)發(fā)板可以 ping 通 Ubuntu。 其次，注意將前面編譯出的 arm 的庫(kù)文件拷貝到開(kāi)發(fā)板上，如下圖所示。 在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行服務(wù)端程序，如下圖所示。 在虛擬機(jī) Ubuntu 上運(yùn)行客戶端程序“./random-test-client”，運(yùn)行完畢如下圖所示 服務(wù)端運(yùn)行完畢，如下圖所示。 至此，modbus 的移植和測(cè)試完成。
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