單片機RS485通信與Modbus協(xié)議

ID:415338 · 發(fā)表于 2021-7-5 22:56

RS485通信的特點
n1、采用差分信號。
n2、RS485通信速率快，最大傳輸速率可以達到10Mb/s以上。
n3、RS485內(nèi)部采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗干擾能力大大增加。
n4、傳輸距離最遠可以達到1200米左右。
n5、可以在總線上進行聯(lián)網(wǎng)多機通信。
n6、RS485接口非常簡單。
Modbus通信協(xié)議介紹
n1、Modbus產(chǎn)生的背景。
n2、Modbus協(xié)議特點。
n3、RTU協(xié)議幀數(shù)據(jù)
n4、Modbus功能碼
/* 備  注：
* 1、在lesson15_3的基礎上去掉按鍵校時，添加lesson18_2中的Modbus協(xié)議支持
* 2、利用Modbus調(diào)試精靈的寫寄存器功能，可修改日期時間的每一個字節(jié)
* 3、寄存器地址0x0000～0x0006分別對應“年/月/日/時/分/秒/星期”
* 4、RS485方向控制信號由原來的P1.7改為P2.0，因本例使用了DS1302而未使用按鍵
*******************************************************************************
*/

#include <reg52.h>

struct sTime {  //日期時間結(jié)構(gòu)體定義
unsigned int  year;
unsigned char mon;
unsigned char day;
unsigned char hour;
unsigned char min;
unsigned char sec;
unsigned char week;
};

bit flag200ms = 1;  //200ms定時標志
bit reqRefresh = 0;  //時間刷新請求
struct sTime bufTime;  //日期時間緩沖區(qū)
unsigned char T0RH = 0;  //T0重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0;  //T0重載值的低字節(jié)

void ConfigTimer0(unsigned int ms);
void RefreshTimeShow();
extern void InitDS1302();
extern void GetRealTime(struct sTime *time);
extern void SetRealTime(struct sTime *time);
extern void UartDriver();
extern void ConfigUART(unsigned int baud);
extern void UartRxMonitor(unsigned char ms);
extern void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len);
extern unsigned int GetCRC16(unsigned char *ptr,  unsigned char len);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);

void main()
{
unsigned char psec=0xAA;  //秒備份，初值AA確保首次讀取時間后會刷新顯示

EA = 1;          //開總中斷
ConfigTimer0(1); //配置T0定時1ms
ConfigUART(9600);  //配置波特率為9600
InitDS1302();    //初始化實時時鐘
InitLcd1602();    //初始化液晶

//初始化屏幕上固定不變的內(nèi)容
LcdShowStr(3, 0, "20  -  -  ");
LcdShowStr(4, 1, "  :  :  ");

while (1)
{
      UartDriver();  //調(diào)用串口驅(qū)動
      if (flag200ms)
      {
         flag200ms = 0;
         GetRealTime(&bufTime); //獲取當前時間
         if (reqRefresh || (psec!=bufTime.sec))
         { //檢測到時間刷新請求或時間有變化時刷新顯示
            RefreshTimeShow();
            psec = bufTime.sec; //用當前值更新上次秒數(shù)
         }
      }
}
}
/* 將一個BCD碼字節(jié)顯示到屏幕上，(x,y)-屏幕起始坐標，bcd-待顯示BCD碼 */
void ShowBcdByte(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char bcd)
{
unsigned char str[4];

str[0] = (bcd >> 4) + '0';
str[1] = (bcd&0x0F) + '0';
str[2] = '\0';
LcdShowStr(x, y, str);
}
/* 刷新日期時間的顯示 */
void RefreshTimeShow()
{
ShowBcdByte(5,  0, bufTime.year);
ShowBcdByte(8,  0, bufTime.mon);
ShowBcdByte(11, 0, bufTime.day);
ShowBcdByte(4,  1, bufTime.hour);
ShowBcdByte(7,  1, bufTime.min);
ShowBcdByte(10, 1, bufTime.sec);
}
/* 串口動作函數(shù)，根據(jù)接收到的命令幀執(zhí)行響應的動作
buf-接收到的命令幀指針，len-命令幀長度 */
void UartAction(unsigned char *buf, unsigned char len)
{
unsigned int  crc;
unsigned char crch, crcl;

if (buf[0] != 0x01) //本例中的本機地址設定為0x01，
{                //如數(shù)據(jù)幀中的地址字節(jié)與本機地址不符，
      return;       //則直接退出，即丟棄本幀數(shù)據(jù)不做任何處理
}
//地址相符時，再對本幀數(shù)據(jù)進行校驗
crc = GetCRC16(buf, len-2);  //計算CRC校驗值
crch = crc >> 8;
crcl = crc & 0xFF;
if ((buf[len-2]!=crch) || (buf[len-1]!=crcl))
{
      return; //如CRC校驗不符時直接退出
}
//地址和校驗字均相符后，解析功能碼，執(zhí)行相關操作
switch (buf[1])
{
      case 0x06:  //寫入單個寄存器
         if ((buf[2]==0x00) && (buf[3]<=0x06)) //地址0x0000～0x0006分別對應
         {                                  // “年/月/日/時/分/秒/星期”
            GetRealTime(&bufTime);  //獲取當前時間
            switch (buf[3])  //由寄存器地址決定要修改的時間位
            {
                  case 0: bufTime.year = 0x2000 + buf[5]; break;
                  case 1: bufTime.mon  = buf[5]; break;
                  case 2: bufTime.day  = buf[5]; break;
                  case 3: bufTime.hour = buf[5]; break;
                  case 4: bufTime.min  = buf[5]; break;
                  case 5: bufTime.sec  = buf[5]; break;
                  case 6: bufTime.week = buf[5]; break;
                  default: break;
            }
            SetRealTime(&bufTime);  //寫入新修改后的時間
            reqRefresh = 1;  //設置顯示刷新請求
            len -= 2;  //長度-2以重新計算CRC并返回原幀
            break;
         }
         else  //寄存器地址不被支持時，返回錯誤碼
         {
            buf[1] = 0x86;  //功能碼最高位置1
            buf[2] = 0x02;  //設置異常碼為02-無效地址
            len = 3;
            break;
         }

      default:  //其它不支持的功能碼
         buf[1] |= 0x80;  //功能碼最高位置1
         buf[2] = 0x01; //設置異常碼為01-無效功能
         len = 3;
         break;
}
crc = GetCRC16(buf, len); //計算返回幀的CRC校驗值
buf[len++] = crc >> 8; //CRC高字節(jié)
buf[len++] = crc & 0xFF;  //CRC低字節(jié)
UartWrite(buf, len);    //發(fā)送返回幀
}
/* 配置并啟動T0，ms-T0定時時間 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp;  //臨時變量

tmp = 11059200 / 12;    //定時器計數(shù)頻率
tmp = (tmp * ms) / 1000;  //計算所需的計數(shù)值
tmp = 65536 - tmp;       //計算定時器重載值
tmp = tmp + 33;          //補償中斷響應延時造成的誤差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8);  //定時器重載值拆分為高低字節(jié)
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1
TH0 = T0RH;    //加載T0重載值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1;       //使能T0中斷
TR0 = 1;       //啟動T0
}
/* T0中斷服務函數(shù)，執(zhí)行按鍵掃描和200ms定時 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char tmr200ms = 0;

TH0 = T0RH;  //重新加載重載值
TL0 = T0RL;
UartRxMonitor(1);  //串口接收監(jiān)控
tmr200ms++;
if (tmr200ms >= 200)  //定時200ms
{
      tmr200ms = 0;
      flag200ms = 1;
}
}