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標(biāo)題: 第18章 RS485通信和Modbus協(xié)議 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2013-11-20 15:21
標(biāo)題: 第18章 RS485通信和Modbus協(xié)議

本教材現(xiàn)以連載的方式由網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，并將于2014年由清華大學(xué)出版社出版最終完整版，版權(quán)歸作者和清華大學(xué)出版社所有。本著開源、分享的理念，本教材可以自由傳播及學(xué)習(xí)使用，但是務(wù)必請注明出處來自金沙灘工作室

在工業(yè)控制、電力通訊、智能儀表等領(lǐng)域，通常情況下是采用串口通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最初采用的方式是RS232接口，由于工業(yè)現(xiàn)場比較復(fù)雜，各種電氣設(shè)備會在環(huán)境中產(chǎn)生比較多的電磁干擾，會導(dǎo)致信號傳輸錯誤。除此之外，RS232接口只能實現(xiàn)點對點通信，不具備聯(lián)網(wǎng)功能，最大傳輸距離也只能達(dá)到幾十米，不能滿足遠(yuǎn)距離通信要求。而RS485則解決了這些問題，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問題，最大距離可以到1200米，并且允許多個收發(fā)設(shè)備接到同一條總線上。隨著工業(yè)應(yīng)用通信越來越多，1979年施耐德電氣制定了一個用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議Modbus協(xié)議，現(xiàn)在工業(yè)中使用RS485通信場合很多都采用Modbus協(xié)議，本節(jié)課我們要講解一下RS485通信和Modbus協(xié)議。

單單使用一塊KST-51開發(fā)板是不能夠進(jìn)行RS485實驗的，應(yīng)很多同學(xué)的要求，把這節(jié)課作為擴(kuò)展課程講一下，如果要做本課相關(guān)實驗，需要自行購買USB轉(zhuǎn)485通信模塊。

18.1 RS485通信

實際上在RS485之前RS232就已經(jīng)誕生，但是RS232有幾處不足的地方：

1、接口的信號電平值較高，達(dá)到十幾V，容易損壞接口電路的芯片，而且和TTL電平不兼容，因此和單片機(jī)電路接起來的話必須加轉(zhuǎn)換電路。

2、傳輸速率有局限，不可以過高，一般到幾十Kb/s就到極限了。

3、接口使用信號線和GND與其他設(shè)備形成共地模式的通信，這種共地模式傳輸容易產(chǎn)生干擾，并且抗干擾性能也比較弱。

4、傳輸距離有限，最多只能通信幾十米。

5、通信的時候只能兩點之間進(jìn)行通信，不能夠?qū)崿F(xiàn)多機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信。

針對RS232接口的不足，就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS485就是其中之一，他具備以下的特點：

1、我們在講A/D的時候，講過差分信號輸入的概念，同時也介紹了差分輸入的好處，最大的優(yōu)勢是可以抑制共模干擾。尤其工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境比較復(fù)雜，干擾比較多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干擾。而RS485就是一種差分通信方式，它的通信線路是兩根，通常用A和B或者D+和D-來表示。邏輯“1”以兩線之間的電壓差為+(0.2~6)V表示，邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(0.2~6)V來表示，是一種典型的差分通信。

2、RS485通信速度快，最大傳輸速度可以達(dá)到10Mb/s以上。

3、RS485內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)，采用的是平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗干擾能力也大大增加。

4、傳輸距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到1200米左右，但是他的傳輸速率和傳輸距離是成反比的，只有在100Kb/s以下的傳輸速度，才能達(dá)到最大的通信距離，如果需要傳輸更遠(yuǎn)距離可以使用中繼。

5、可以在總線上進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多機(jī)通信，總線上允許掛多個收發(fā)器，從現(xiàn)有的RS485芯片來看，有可以掛32、64、128、256等不同個設(shè)備的驅(qū)動器。

RS485的接口非常簡單，和RS232所使用的MAX232是類似的，只需要一個RS485轉(zhuǎn)換器，就可以直接和我們單片機(jī)的UART串行接口連接起來，并且完全使用的是和UART一致的異步串行通信協(xié)議。但是由于RS485是差分通信，因此接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)是不能同時進(jìn)行的，也就是說它是一種半雙工通信。那我們?nèi)绾闻袛嗍裁磿r候發(fā)送，什么時候接收呢？

RS485類的芯片很多，這節(jié)課我們以MAX485為例講解RS485通信，如圖18-1所示。

圖18-1 MAX485硬件接口

MAX485是美信(Maxim)推出的一款常用RS485轉(zhuǎn)換器。其中5腳和8腳是電源引腳，6腳和7腳就是485通信中的A和B兩個引腳，而1腳和4腳分別接到我們單片機(jī)的RXD和TXD引腳上，直接使用單片機(jī)UART進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送。而2腳和3腳就是方向引腳了，其中2腳是低電平使能接收器，3腳是高電平使能輸出驅(qū)動器。我們把這兩個引腳連到一起，平時不發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，保持這兩個引腳是低電平，讓MAX485處于接收狀態(tài)，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，把這個引腳拉高，發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后再拉低這個引腳就可以了。為了提高RS485的抗干擾性能，需要在靠近MAX485的A和B引腳之間并接一個電阻，這個電阻阻值從100歐到1K都可以。

在這里我們還要介紹一下如何使用KST-51單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行外圍擴(kuò)展實驗。我們的開發(fā)板只能把基本的功能給同學(xué)們做出來提供實驗練習(xí)，但是同學(xué)們學(xué)習(xí)的腳步不應(yīng)該停留在這個實驗板上。如果想進(jìn)行更多的實驗，就可以通過單片機(jī)開發(fā)板的擴(kuò)展接口進(jìn)行擴(kuò)展實驗。大家可以看到藍(lán)綠色的單片機(jī)座周圍有32個插針，這32個插針就是把單片機(jī)的32個IO引腳全部都引出來了。在原理圖上體現(xiàn)出來的就是我們的J4、J5、J6、J7這4個器件，如圖18-2所示。

圖18-2 單片機(jī)擴(kuò)展接口

這32個IO口不是所有的IO口都可以用來對外擴(kuò)展，其中既作為數(shù)據(jù)輸出，又可以作為數(shù)據(jù)輸入的引腳是不可以用的，比如P3.2、P3.4、P3.6引腳，這三個引腳是不可用的。比如P3.2這個引腳，如果我們用來擴(kuò)展，發(fā)送的信號如果和DS18B20的時序吻合，會導(dǎo)致DS18B20拉低引腳，影響通信。除這3個IO口以外的其他29個IO口，都可以使用杜邦線接上插針，擴(kuò)展出來使用。當(dāng)然了，如果把當(dāng)前的IO口應(yīng)用于擴(kuò)展功能了，板子上的相應(yīng)的功能就實現(xiàn)不了了，也就是說需要擴(kuò)展功能和板載功能二選一。

在進(jìn)行RS485實驗中，我們通信用的引腳必須是P3.0和P3.1，此外還有一個方向控制引腳，我們使用杜邦線將其連接到P1.7上去。RS485的另外一端，大家可以使用一個USB轉(zhuǎn)485模塊，用雙絞線把開發(fā)板和模塊上的A和B分別對應(yīng)連起來，USB那頭插入電腦，然后就可以進(jìn)行通信了。

學(xué)習(xí)了第13章的實用串口通信的方法和程序后，做這種串口通信的方法就很簡單了，基本是一致的。我們使用實用串口通信的思路，做了一個簡單的程序，通過串口調(diào)試助手下發(fā)任意個字符，單片機(jī)接收到后在末尾添加“回車+換行”符后再送回，在調(diào)試助手上重新顯示出來，先把程序貼出來。

程序中需要注意的一點是：因為平常都是將485設(shè)置為接收狀態(tài)，只有在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候才將485改為發(fā)送狀態(tài)，所以在UartWrite()函數(shù)開頭將485方向引腳拉高，函數(shù)退出前再拉低。但是這里有一個細(xì)節(jié)，就是單片機(jī)的發(fā)送和接收中斷產(chǎn)生的時刻都是在停止位的一半上，也就是說每當(dāng)停止位傳送了一半的時候，RI或TI就已經(jīng)置位并且馬上進(jìn)入中斷（如果中斷使能的話）函數(shù)了，接收的時候自然不會存在問題，但發(fā)送的時候就不一樣了：當(dāng)緊接這向SBUF寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)時，UART硬件會在完成上一個停止位的發(fā)送后，再開始新字節(jié)的發(fā)送，但如果此時不是繼續(xù)發(fā)送下一個字節(jié)，而是已經(jīng)發(fā)送完畢了，要停止發(fā)送并將485方向引腳拉低以使485重新處于接收狀態(tài)時就有問題了，因為這時候最后的這個停止位實際只發(fā)送了一半，還沒有完全完成，所以就有了UartWrite()函數(shù)內(nèi)DelayX10us(5)這個操作，這是人為的增加了延時50us，這50us的時間正好讓剩下的一半停止位完成，那么這個時間自然就是由通信波特率決定的了，為波特率周期的一半。

/***********************RS485.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

sbit RS485_DIR = P1^7; //RS485方向選擇引腳

bit flagOnceTxd = 0; //單次發(fā)送完成標(biāo)志，即發(fā)送完一個字節(jié)

bit cmdArrived = 0; //命令到達(dá)標(biāo)志，即接收到上位機(jī)下發(fā)的命令

unsigned char cntRxd = 0;

unsigned char pdata bufRxd[40]; //串口接收緩沖區(qū)

void ConfigUART(unsigned int baud) //串口配置函數(shù)，baud為波特率

{

RS485_DIR = 0; //RS485設(shè)置為接收方向

SCON = 0x50; //配置串口為模式1

TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位

TMOD |= 0x20; //配置T1為模式2

TH1 = 256 - (11059200/12/32) / baud; //計算T1重載值

TL1 = TH1; //初值等于重載值

ET1 = 0; //禁止T1中斷

ES = 1; //使能串口中斷

TR1 = 1; //啟動T1

}

unsigned char UartRead(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口數(shù)據(jù)讀取函數(shù)，數(shù)據(jù)接收指針buf，讀取數(shù)據(jù)長度len，返回值為實際讀取到的數(shù)據(jù)長度

{

unsigned char i;

if (len > cntRxd) //讀取長度大于接收到的數(shù)據(jù)長度時，

{

len = cntRxd; //讀取長度設(shè)置為實際接收到的數(shù)據(jù)長度

}

for (i=0; i<len; i++) //拷貝接收到的數(shù)據(jù)

{

*buf = bufRxd[ i];

buf++;

}

cntRxd = 0; //清零接收計數(shù)器

return len; //返回實際讀取長度

}

void DelayX10us(unsigned char t) //軟件延時函數(shù)，延時時間(t*10)us

{

do {

_nop_();

} while (--t);

}

void UartWrite(unsigned char *buf, unsigned char len) //串口數(shù)據(jù)寫入函數(shù)，即串口發(fā)送函數(shù)，待發(fā)送數(shù)據(jù)指針buf，數(shù)據(jù)長度len

{

RS485_DIR = 1; //RS485設(shè)置為發(fā)送

while (len--) //發(fā)送數(shù)據(jù)

{

flagOnceTxd = 0;

SBUF = *buf;

buf++;

while (!flagOnceTxd);

}

DelayX10us(5); //等待最后的停止位完成，延時時間由波特率決定

RS485_DIR = 0; //RS485設(shè)置為接收

}

void UartDriver() //串口驅(qū)動函數(shù)，檢測接收到的命令并執(zhí)行相應(yīng)動作

{

unsigned char len;

unsigned char buf[30];

if (cmdArrived) //有命令到達(dá)時，讀取處理該命令

{

cmdArrived = 0;

len = UartRead(buf, sizeof(buf)-2); //將接收到的命令讀取到緩沖區(qū)中

buf[len++] = '\r'; //在接收到的數(shù)據(jù)幀后添加換車換行符后發(fā)回

buf[len++] = '\n';

UartWrite(buf, len);

}

void UartRxMonitor(unsigned char ms) //串口接收監(jiān)控函數(shù)

{

static unsigned char cntbkp = 0;

static unsigned char idletmr = 0;

if (cntRxd > 0) //接收計數(shù)器大于零時，監(jiān)控總線空閑時間

{

if (cntbkp != cntRxd) //接收計數(shù)器改變，即剛接收到數(shù)據(jù)時，清零空閑計時

{

cntbkp = cntRxd;

idletmr = 0;

}

else

{

if (idletmr < 30) //接收計數(shù)器未改變，即總線空閑時，累積空閑時間

{

idletmr += ms;

if (idletmr >= 30) //空閑時間超過30ms即認(rèn)為一幀命令接收完畢

{

cmdArrived = 1; //設(shè)置命令到達(dá)標(biāo)志

}

else

{

cntbkp = 0;

}

void InterruptUART() interrupt 4 //UART中斷服務(wù)函數(shù)

{

if (RI) //接收到字節(jié)

{

RI = 0; //手動清零接收中斷標(biāo)志位

if (cntRxd < sizeof(bufRxd)) //接收緩沖區(qū)尚未用完時，

{

bufRxd[cntRxd++] = SBUF; //保存接收字節(jié)，并遞增計數(shù)器

}

if (TI) //字節(jié)發(fā)送完畢

{

TI = 0; //手動清零發(fā)送中斷標(biāo)志位

flagOnceTxd = 1; //設(shè)置單次發(fā)送完成標(biāo)志

}

/***********************main.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

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);

extern void ConfigUART(unsigned int baud);

extern void UartRxMonitor(unsigned char ms);

extern void UartDriver();

void main ()

{

EA = 1; //開總中斷

ConfigTimer0(1); //配置T0定時1ms

ConfigUART(9600); //配置波特率為9600

while(1)

{

UartDriver();

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms) //T0配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

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 + 34; //修正中斷響應(yīng)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

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

TH0 = T0RH; //定時器重新加載重載值

TL0 = T0RL;

UartRxMonitor(1); //串口接收監(jiān)控

}

現(xiàn)在看這種串口程序，是不是感覺很簡單了呢？串口通信程序我們反反復(fù)復(fù)的使用，加上隨著我們學(xué)習(xí)的模塊越來越多，實踐的越來越多，原先感覺很復(fù)雜的東西，現(xiàn)在就會感到簡單了。我們的下載程序模塊用的是COM4，而USB轉(zhuǎn)485虛擬的是COM5，通信的時候我們用的是COM5口，如圖18-3所示。

圖18-3 RS485串行通信

18.2 Modbus通信協(xié)議介紹

我們前邊學(xué)習(xí)UART、I2C、SPI這些通信協(xié)議，都是最底層的協(xié)議，是“位”級別的協(xié)議。而我們在學(xué)習(xí)13章實用串口通信程序的時候，我們通過串口發(fā)給單片機(jī)三條指令，讓單片機(jī)做了三件不同的事情，分別是"buzz on"、"buzz off"、和"showstr"。隨著我們系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，我們希望可以實現(xiàn)更多的指令。而指令越來越多，帶來的后果就是非常雜亂無章，尤其是這個人喜歡寫成"buzz on"、"buzz off"，而另外一個人喜歡寫成"on buzz"、"off buzz"。導(dǎo)致不同開發(fā)人員寫出來的代碼指令不兼容，不同廠家的產(chǎn)品不能掛到一條總線上通信。

隨著這種矛盾的日益嚴(yán)重，就會有聰明人提出更合理的解決方案，提出一些標(biāo)準(zhǔn)來，今后我們的編程必須按照這個標(biāo)準(zhǔn)來，這種標(biāo)準(zhǔn)也是一種通信協(xié)議，但是和UART、I2C、SPI通信協(xié)議不同的是，這種通信協(xié)議是字節(jié)級別的，叫做應(yīng)用層通信協(xié)議。在1979年由Modicon(現(xiàn)為施耐德電氣公司的一個品牌)提出了全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場總線的協(xié)議，就是Modbus協(xié)議。

18.2.1 Modbus協(xié)議特點

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間可以通信，已經(jīng)成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。這種協(xié)議定義了一種控制器能夠認(rèn)識使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了控制器請求訪問其他設(shè)備的過程，如何回應(yīng)來自其他設(shè)備的請求，以及怎樣偵測錯誤記錄，它制定了通信數(shù)據(jù)的格局和內(nèi)容的公共格式。

在進(jìn)行多機(jī)通信的時候，Modbus協(xié)議規(guī)定每個控制器必須要知道他們的設(shè)備地址，識別按照地址發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，決定是否要產(chǎn)生動作，產(chǎn)生何種動作，如果要回應(yīng)，控制器將生成的反饋信息用Modbus協(xié)議發(fā)出。

Modbus協(xié)議允許在各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行簡單通信，每種設(shè)備(PLC、人機(jī)界面、控制面板、驅(qū)動程序、輸入輸出設(shè)備)都能使用Modbus協(xié)議來啟動遠(yuǎn)程操作，一些網(wǎng)關(guān)允許在幾種使用Modbus協(xié)議的總線或網(wǎng)絡(luò)之間的通信，如圖18-4所示。

圖18-4 Modbus網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)實例

Modbus協(xié)議的整體架構(gòu)和格式比較復(fù)雜和龐大，在我們的課程里，我們重點介紹數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信控制方式，作為一個入門級別的了解。如果大家要詳細(xì)了解，或者使用Modbus開發(fā)相關(guān)設(shè)備，可以查閱相關(guān)的國標(biāo)文件再進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

1.2.2 RTU協(xié)議幀數(shù)據(jù)

Modbus有兩種通信傳輸方式，一種是ASCII模式，一種是RTU模式。由于ASCII模式的數(shù)據(jù)字節(jié)是7bit數(shù)據(jù)位，51單片機(jī)無法實現(xiàn)，而且應(yīng)用也相對較少，所以這里我們只用RTU模式。兩種模式相似，會用一種另外一種也就會了。一條典型的RTU數(shù)據(jù)幀如圖18-5所示。

圖18-5 RTU數(shù)據(jù)幀

和我們實用串口通信程序類似，我們一次發(fā)送的數(shù)據(jù)幀必須是作為一個連續(xù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸。我們在實用串口通信程序中采用的方法是定義30ms，如果接收到的數(shù)據(jù)超過了30ms還沒有接收到下一個字節(jié)，我們就認(rèn)為這次的數(shù)據(jù)結(jié)束。而Modbus的RTU模式規(guī)定不同數(shù)據(jù)幀之間的間隔是3.5個字節(jié)通信時間以上。如果在一幀數(shù)據(jù)完成之前有超過3.5個字節(jié)時間的停頓，接收設(shè)備將刷新當(dāng)前的消息并假定下一個字節(jié)是一個新的數(shù)據(jù)幀的開始。同樣的，如果一個新消息在小于3.5個字節(jié)時間內(nèi)接著前邊一個數(shù)據(jù)開始的，接收的設(shè)備將會認(rèn)為它是前一幀數(shù)據(jù)的延續(xù)。這將會導(dǎo)致一個錯誤，因此大家看RTU數(shù)據(jù)幀最后還有16bit的CRC校驗。

起始位和結(jié)束符：圖18-5上代表的是一個數(shù)據(jù)幀，前后都至少有3.5個字節(jié)的時間間隔，起始位和結(jié)束符實際上沒有任何數(shù)據(jù)，T1-T2-T3-T4代表的是時間間隔3.5個字節(jié)以上的時間，而真正有意義的第一個字節(jié)是設(shè)備地址。

設(shè)備地址：很多同學(xué)不理解，在多機(jī)通信的時候，數(shù)據(jù)那么多，我們依靠什么判斷這個數(shù)據(jù)幀是哪個設(shè)備的呢？沒錯，就是依靠這個設(shè)備地址字節(jié)。每個設(shè)備都有一個自己的地址，當(dāng)設(shè)備接收到一幀數(shù)據(jù)后，程序首先對設(shè)備地址字節(jié)進(jìn)行判斷比較，如果與自己的地址不同，則對這幀數(shù)據(jù)直接不予理會，如果如果與自己的地址相同，就要對這幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，按照之后的功能碼執(zhí)行相應(yīng)的功能。如果地址是0x00，則認(rèn)為是一個廣播命令，就是所有的從機(jī)設(shè)備都要執(zhí)行的指令。

功能代碼：在第二個字節(jié)功能代碼字節(jié)中，Modbus規(guī)定了部分功能代碼，此外也保留了一部分功能代碼作為備用或者用戶自定義，這些功能碼大家不需要去記憶，甚至都不用去看，直到你有用到的那天再過來查這個表格即可，如表18-1所示。

表18-1 Modbus功能碼

功能碼	名稱	作用
01	讀取線圈狀態(tài)	取得一組邏輯線圈的當(dāng)前狀態(tài)(ON/OFF)
02	讀取輸入狀態(tài)	取得一組開關(guān)輸入的當(dāng)前狀態(tài)(ON/OFF)
03	讀取保持寄存器	在一個或多個保持寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值
04	讀取輸入寄存器	在一個或多個輸入寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值
05	強置單線圈	強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài)
06	預(yù)置單寄存器	把具體二進(jìn)值裝入一個保持寄存器
07	讀取異常狀態(tài)	取得8 個內(nèi)部線圈的通斷狀態(tài)，這 8 個線圈的地址由控制器決定，用戶邏輯可以將這些線圈定義，以說明從機(jī)狀態(tài)，短報文適宜于迅速讀取狀態(tài)
08	回送診斷校驗	把診斷校驗報文送從機(jī)，以對通信處理進(jìn)行評鑒
09	編程(只用于484)	使主機(jī)模擬編程器作用，修改PC從機(jī)邏輯
10	控詢(只用于484)	可使主機(jī)與一臺正在執(zhí)行長程序任務(wù)從機(jī)通信，探詢該從機(jī)是否已完成其操作任務(wù)，僅在含有功能碼 9 的報文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送
11	讀取事件計數(shù)	可使主機(jī)發(fā)出單詢問，并隨即判定操作是否成功，尤其是該命令或其他應(yīng)答產(chǎn)生通信錯誤時
12	讀取通信事件記錄	可是主機(jī)檢索每臺從機(jī)的ModBus事務(wù)處理通信事件記錄。如果某項事務(wù)處理完成，記錄會給出有關(guān)錯誤
13	編程(184/384 484 584 )	可使主機(jī)模擬編程器功能修改PC從機(jī)邏輯
14	探詢(184/384 484 584)	可使主機(jī)與正在執(zhí)行任務(wù)的從機(jī)通信，定期控詢該從機(jī)是否已完成其程序操作，僅在含有功能13的報文發(fā)送后，本功能碼才得發(fā)送
15	強置多線圈	強置一串連續(xù)邏輯線圈的通斷
16	預(yù)置多寄存器	把具體的二進(jìn)制值裝入一串連續(xù)的保持寄存器
17	報告從機(jī)標(biāo)識	可使主機(jī)判斷編址從機(jī)的類型及該從機(jī)運行指示燈的狀態(tài)
18	884 和MICRO 84	可使主機(jī)模擬編程功能，修改PC狀態(tài)邏輯
19	重置通信鏈路	發(fā)生非可修改錯誤后，是從機(jī)復(fù)位于已知狀態(tài)，可重置順序字節(jié)
20	讀取通用參數(shù)(584L)	顯示擴(kuò)展存儲器文件中的數(shù)據(jù)信息
21	寫入通用參數(shù)(584L)	把通用參數(shù)寫入擴(kuò)展存儲文件，或修改
22~64	保留作擴(kuò)展功能備用
65~72	保留以備用戶功能所用	留作用戶功能的擴(kuò)展編碼
73~119	非法功能
120~127	保留	留作內(nèi)部作用
128~255	保留	用于異常應(yīng)答

我們程序?qū)δ艽a的處理，就是程序來檢測這個字節(jié)的數(shù)值，然后根據(jù)其數(shù)值來做相應(yīng)的功能處理。

數(shù)據(jù)：跟在功能代碼后邊的是n個8bit的數(shù)據(jù)。這個n值的到底是多少，是功能代碼來確定的，不同的功能代碼后邊跟的數(shù)據(jù)數(shù)量不同。舉個例子，如果功能碼是0x03，也就是讀保持寄存器，那么主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)n的組成部分就是：2個字節(jié)的寄存器起始地址，加2個字節(jié)的寄存器數(shù)量N*。從機(jī)數(shù)據(jù)n的組成部分是：1個字節(jié)的字節(jié)數(shù)，因為我們回復(fù)的寄存器的值是2個字節(jié)，所以這個字節(jié)數(shù)也就是2N*個，再加上2N*個寄存器的值，如圖18-6所示。

圖18-6 讀保持寄存器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

CRC校驗：CRC校驗是一種數(shù)據(jù)算法，是用來校驗數(shù)據(jù)對錯的。CRC校驗函數(shù)把一幀數(shù)據(jù)除最后兩個字節(jié)外，前邊所有的字節(jié)進(jìn)行特定的算法計算，計算完后生成了一個16bit的數(shù)據(jù)，作為CRC校驗碼，添加在一幀數(shù)據(jù)的最后。接收方接收到數(shù)據(jù)后，同樣會把前邊的字節(jié)進(jìn)行CRC計算，計算完了再和發(fā)過來的CRC的16bit的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果相同則認(rèn)為數(shù)據(jù)正常，沒有出錯，如果比較不相同，則說明數(shù)據(jù)在傳輸中發(fā)生了錯誤，這幀數(shù)據(jù)將被丟棄，就像沒收到一樣，而發(fā)送方會在得不到回應(yīng)后做相應(yīng)的處理錯誤處理。

RTU模式的每個字節(jié)的位是這樣分布的：1個起始位、8個數(shù)據(jù)位，最小有效位先發(fā)送、1個奇偶校驗位(如果無校驗則沒有這一位)、1位停止位(有校驗位時)或者2個停止位(無校驗位時)。

18.3 Modbus多機(jī)通信例程

給從機(jī)下發(fā)不同的指令，從機(jī)去執(zhí)行不同的操作，這個就是判斷一下功能碼即可，和我們前邊學(xué)的實用串口例程是類似的。多機(jī)通信，無非就是添加了一個設(shè)備地址判斷而已，難度也不是很大。我們找了一個Modbus調(diào)試精靈，通過設(shè)置設(shè)備地址，讀寫寄存器的地址以及數(shù)值數(shù)量等參數(shù)，可以直接替代串口調(diào)試助手，比較方便的下發(fā)多個字節(jié)的數(shù)據(jù)，如圖18-7所示。我們先來就圖中的設(shè)置和數(shù)據(jù)來對Modbus做進(jìn)一步的分析，圖中的數(shù)據(jù)來自于調(diào)試精靈與我們接下來要講的例程之間的交互。

圖18-7 Modbus調(diào)試精靈

如圖：我們的USB轉(zhuǎn)485模塊虛擬出的是COM5，波特率9600，無校驗位，數(shù)據(jù)位是8位，1位停止位，設(shè)備地址假設(shè)為1。

寫寄存器的時候，如果我們要把01寫到一個地址是0000的寄存器地址里，點一下“寫入”，就會出現(xiàn)發(fā)送指令：01 06 00 00 00 01 48 0A。我們來分析一下這幀數(shù)據(jù)，其中01是設(shè)備地址，06是功能碼，代表寫寄存器這個功能，后邊跟00 00表示的是要寫入的寄存器的地址，00 01就是要寫入的數(shù)據(jù)，48 0A就是CRC校驗碼，這是軟件自動算出來了。而根據(jù)Modbus協(xié)議，當(dāng)寫寄存器的時候，從機(jī)成功完成該指令的操作后，會把主機(jī)發(fā)送的指令直接返回，我們的調(diào)試精靈會接收到這樣一幀數(shù)據(jù)：01 06 00 00 00 01 48 0A。

假如我們現(xiàn)在要從寄存器地址0002開始讀取寄存器，并且讀取的數(shù)量是2個。點一下“讀出”，就會出現(xiàn)發(fā)送指令：01 03 00 02 00 02 65 CB。其中01是設(shè)備地址，03是功能碼，代表寫寄存器這個功能，00 02就是讀寄存器的起始地址，后一個00 02就是要讀取2個寄存器的數(shù)值，65 CB就是CRC校驗。而接收到的數(shù)據(jù)是：01 03 04 00 00 00 00 FA 33。其中01是設(shè)備地址，03是功能碼，04代表的是后邊讀到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是4個，00 00 00 00分別是地址為00 02和00 03的寄存器內(nèi)部的數(shù)據(jù)，而FA 33就是CRC校驗了。

似乎越來越明朗了，所謂的Modbus這種通信協(xié)議，無非就是主機(jī)下發(fā)了不同的指令，從機(jī)根據(jù)指令的判斷來執(zhí)行不同的操作而已。由于我們的開發(fā)板沒有Modbus功能碼那么多相應(yīng)的功能，我們在程序中定義了一個數(shù)組regGroup[5]，相當(dāng)于5個寄存器，此外又定義了第6個寄存器，控制蜂鳴器，通過下發(fā)不同的指令我們改變寄存器組的數(shù)據(jù)或者改變蜂鳴器的開關(guān)狀態(tài)。在Modbus協(xié)議里寄存器的地址和數(shù)值都是16位的，即2個字節(jié)，我們默認(rèn)高字節(jié)是0x00，低字節(jié)就是數(shù)組regGroup對應(yīng)的值。其中地址0x0000到0x0004對應(yīng)的就是regGroup數(shù)組中的元素，我們寫入的同時把數(shù)字又顯示到我們的LCD1602液晶上，而0x0005這個地址，寫入0x00，蜂鳴器就不響，寫入任何其他數(shù)字，蜂鳴器就報警。我們單片機(jī)的主要工作也就是解析串口接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行不同操作，也就是主要在RS485.C這個文件中了

/***********************RS485.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

sbit RS485_DIR = P1^7; //RS485方向選擇引腳

bit flagOnceTxd = 0; //單次發(fā)送完成標(biāo)志，即發(fā)送完一個字節(jié)

bit cmdArrived = 0; //命令到達(dá)標(biāo)志，即接收到上位機(jī)下發(fā)的命令

unsigned char cntRxd = 0;

unsigned char pdata bufRxd[40]; //串口接收緩沖區(qū)

unsigned char regGroup[5]; //Modbus寄存器組，地址為0x00～0x04

extern bit flagBuzzOn;

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str);

extern unsigned int GetCRC16(unsigned char *ptr, unsigned char len);

void ConfigUART(unsigned int baud) //串口配置函數(shù)，baud為波特率

{

RS485_DIR = 0; //RS485設(shè)置為接收方向

SCON = 0x50; //配置串口為模式1

TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位

TMOD |= 0x20; //配置T1為模式2

TH1 = 256 - (11059200/12/32) / baud; //計算T1重載值

TL1 = TH1; //初值等于重載值

ET1 = 0; //禁止T1中斷

ES = 1; //使能串口中斷

TR1 = 1; //啟動T1

}

{

unsigned char i;

if (len > cntRxd) //讀取長度大于接收到的數(shù)據(jù)長度時，

{

len = cntRxd; //讀取長度設(shè)置為實際接收到的數(shù)據(jù)長度

}

for (i=0; i<len; i++) //拷貝接收到的數(shù)據(jù)

{

*buf = bufRxd[ i];

buf++;

}

cntRxd = 0; //清零接收計數(shù)器

return len; //返回實際讀取長度

}

void DelayX10us(unsigned char t) //軟件延時函數(shù)，延時時間(t*10)us

{

do {

_nop_();

} while (--t);

}

{

RS485_DIR = 1; //RS485設(shè)置為發(fā)送

while (len--) //發(fā)送數(shù)據(jù)

{

flagOnceTxd = 0;

SBUF = *buf;

buf++;

while (!flagOnceTxd);

}

DelayX10us(5); //等待最后的停止位完成，延時時間由波特率決定

RS485_DIR = 0; //RS485設(shè)置為接收

}

void UartDriver() //串口驅(qū)動函數(shù)，檢測接收到的命令并執(zhí)行相應(yīng)動作

{

unsigned char i;

unsigned char cnt;

unsigned char len;

unsigned char buf[30];

unsigned char str[4];

unsigned int crc;

unsigned char crch, crcl;

if (cmdArrived) //有命令到達(dá)時，讀取處理該命令

{

cmdArrived = 0;

len = UartRead(buf, sizeof(buf)); //將接收到的命令讀取到緩沖區(qū)中

if (buf[0] == 0x01) //核對地址以決定是否響應(yīng)命令，本例本機(jī)地址為0x01

{

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)) //判斷CRC校驗是否正確

{

switch (buf[1]) //按功能碼執(zhí)行操作

{

case 0x03: //讀取一個或連續(xù)的寄存器

if ((buf[2] == 0x00) && (buf[3] <= 0x05)) //寄存器地址支持0x0000～0x0005

{

if (buf[3] <= 0x04)

{

i = buf[3]; //提取寄存器地址

cnt = buf[5]; //提取待讀取的寄存器數(shù)量

buf[2] = cnt*2; //讀取數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，為寄存器數(shù)*2，因Modbus定義的寄存器為16位

len = 3;

while (cnt--)

{

buf[len++] = 0x00; //寄存器高字節(jié)補0

buf[len++] = regGroup[ i++]; //低字節(jié)

}

else //地址0x05為蜂鳴器狀態(tài)

{

buf[2] = 2; //讀取數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)

buf[3] = 0x00;

buf[4] = flagBuzzOn;

len = 5;

}

break;

}

else //寄存器地址不被支持時，返回錯誤碼

{

buf[1] = 0x83; //功能碼最高位置1

buf[2] = 0x02; //設(shè)置異常碼為02-無效地址

len = 3;

break;

}

case 0x06: //寫入單個寄存器

if ((buf[2] == 0x00) && (buf[3] <= 0x05)) //寄存器地址支持0x0000～0x0005

{

if (buf[3] <= 0x04)

{

i = buf[3]; //提取寄存器地址

regGroup[ i] = buf[5]; //保存寄存器數(shù)據(jù)

cnt = regGroup[ i] >> 4; //顯示到液晶上

if (cnt >= 0xA)

str[0] = cnt - 0xA + 'A';

else

str[0] = cnt + '0';

cnt = regGroup[ i] & 0x0F;

if (cnt >= 0xA)

str[1] = cnt - 0xA + 'A';

else

str[1] = cnt + '0';

str[2] = '\0';

LcdShowStr(i*3, 0, str);

}

else //地址0x05為蜂鳴器狀態(tài)

{

flagBuzzOn = (bit)buf[5]; //寄存器值轉(zhuǎn)換為蜂鳴器的開關(guān)

}

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(shè)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(shè)置異常碼為01-無效功能

len = 3;

break;

}

crc = GetCRC16(buf, len); //計算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)送響應(yīng)幀

}

void UartRxMonitor(unsigned char ms) //串口接收監(jiān)控函數(shù)

{

static unsigned char cntbkp = 0;

static unsigned char idletmr = 0;

if (cntRxd > 0) //接收計數(shù)器大于零時，監(jiān)控總線空閑時間

{

if (cntbkp != cntRxd) //接收計數(shù)器改變，即剛接收到數(shù)據(jù)時，清零空閑計時

{

cntbkp = cntRxd;

idletmr = 0;

}

else

{

if (idletmr < 5) //接收計數(shù)器未改變，即總線空閑時，累積空閑時間

{

idletmr += ms;

if (idletmr >= 5) //空閑時間超過4個字節(jié)傳輸時間即認(rèn)為一幀命令接收完畢

{

cmdArrived = 1; //設(shè)置命令到達(dá)標(biāo)志

}

else

{

cntbkp = 0;

}

void InterruptUART() interrupt 4 //UART中斷服務(wù)函數(shù)

{

if (RI) //接收到字節(jié)

{

RI = 0; //手動清零接收中斷標(biāo)志位

if (cntRxd < sizeof(bufRxd)) //接收緩沖區(qū)尚未用完時，

{

bufRxd[cntRxd++] = SBUF; //保存接收字節(jié)，并遞增計數(shù)器

}

if (TI) //字節(jié)發(fā)送完畢

{

TI = 0; //手動清零發(fā)送中斷標(biāo)志位

flagOnceTxd = 1; //設(shè)置單次發(fā)送完成標(biāo)志

}

/***********************lcd1602.c文件程序源代碼*************************/

#include <reg52.h>

#define LCD1602_DB P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E = P1^5;

void LcdWaitReady() //等待液晶準(zhǔn)備好

{

unsigned char sta;

LCD1602_DB = 0xFF;

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 1;

{

LCD1602_E = 1;

sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字

LCD1602_E = 0;

} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重復(fù)檢測直到其等于0為止

}

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd) //寫入命令函數(shù)

{

LcdWaitReady();

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = cmd;

LCD1602_E = 1;

LCD1602_E = 0;

}

void LcdWriteDat(unsigned char dat) //寫入數(shù)據(jù)函數(shù)

{

LcdWaitReady();

LCD1602_RS = 1;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = dat;

LCD1602_E = 1;

LCD1602_E = 0;

}

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *str) //顯示字符串，屏幕起始坐標(biāo)(x,y)，字符串指針str

{

unsigned char addr;

//由輸入的顯示坐標(biāo)計算顯示RAM的地址

if (y == 0)

addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從0x00起始

else

addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從0x40起始

//由起始顯示RAM地址連續(xù)寫入字符串

LcdWriteCmd(addr | 0x80); //寫入起始地址

while (*str != '\0') //連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)，直到檢測到結(jié)束符

{

LcdWriteDat(*str);

str++;

}

void LcdInit() //液晶初始化函數(shù)

{

LcdWriteCmd(0x38); //16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口

LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開，光標(biāo)關(guān)閉

LcdWriteCmd(0x06); //文字不動，地址自動+1

LcdWriteCmd(0x01); //清屏

}

關(guān)于CRC校驗的算法，如果不是專門學(xué)習(xí)校驗算法本身，大家可以不去研究這個程序的細(xì)節(jié)，文檔直接給我們提供了函數(shù)，我們直接調(diào)用即可。

/***********************CRC16.c文件程序源代碼*************************/

unsigned int GetCRC16(unsigned char *ptr, unsigned char len)

{

unsigned int index;

unsigned char crch = 0xFF; //高CRC字節(jié)

unsigned char crcl = 0xFF; //低CRC字節(jié)

unsigned char code TabH[] = { //CRC高位字節(jié)值表

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

} ;

unsigned char code TabL[] = { //CRC低位字節(jié)值表

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

} ;

while (len--) //計算指定長度的CRC

{

index = crch ^ *ptr++;

crch = crcl ^ TabH[ index];

crcl = TabL[ index];

}

return ((crch<<8) | crcl);

}

/***********************main.c文件程序源代碼*************************/

void ConfigTimer0(unsigned int ms);

extern void LcdInit();

extern void ConfigUART(unsigned int baud);

extern void UartRxMonitor(unsigned char ms);

extern void UartDriver();

void main ()

{

EA = 1; //開總中斷

ConfigTimer0(1); //配置T0定時1ms

ConfigUART(9600); //配置波特率為9600

LcdInit(); //初始化液晶

while(1)

{

UartDriver();

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms) //T0配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

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 + 34; //修正中斷響應(yīng)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

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

TH0 = T0RH; //定時器重新加載重載值

TL0 = T0RL;

if (flagBuzzOn) //蜂鳴器鳴叫或關(guān)閉

BUZZ = ~BUZZ;

else

BUZZ = 1;

UartRxMonitor(1); //串口接收監(jiān)控

}

18.4 作業(yè)

1、了解RS485通信以及和RS232的不同用法。

2、了解Modbus協(xié)議以及RTU數(shù)據(jù)幀的規(guī)則。

3、寫一個電子鐘程序，并且可以通過485調(diào)試器校時。

作者: admin 時間: 2013-11-23 00:42
大家有什么問題可以在回帖中提出

作者: xzxlove 時間: 2013-12-18 10:59
很好，最近正在做一個modbus和485的一個項目，可以好好參考一下你的，頂一個！{:soso_e179:}

作者: cvi670 時間: 2014-3-12 11:23
好帖不錯不錯

作者: cq201zhaoyu 時間: 2014-4-20 07:50
文章寫得不錯，老師一點也不保守。

作者: 阿渣 時間: 2014-5-19 14:44
你好，我想問下：485從機(jī)里面寄存器地址表，怎么寫？就是，modbus地址映射到dsp寄存器。地址表怎么用C寫？謝謝

作者: 深呼吸 時間: 2014-5-20 23:22
樓主您好，首先感謝您分享的東西，受益匪淺，還有就是請問有沒有modbus用C語言編程的入門資料哇，可否傳給我一些，謝謝您
568991873@qq.com

作者: helh 時間: 2014-5-27 22:10
好教程。

作者: 雪中梅花 時間: 2014-7-25 13:31
謝謝老師通過學(xué)習(xí)得到了知識，我問一下上面的程序有匯編的嗎？

作者: syxplc 時間: 2014-9-29 21:17
最近正在學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容，有點疑問請教樓主；
unsigned char regGroup[5]; //Modbus寄存器組，地址為0x00～0x04

為什么這個地址就是0x00～0x04？是keilC編譯的時候自動分配的內(nèi)存地址？為什么不是其他地址呢？
請指教，謝謝了？

作者: xh1616 時間: 2014-11-21 11:17
老師你好！請問關(guān)于MODBUS RTU 的CRC校驗碼，我在網(wǎng)上搜到以下的計算方法，是不是跟你上面的帖的代碼是一樣的。
1．預(yù)置1個16位的寄存器為十六進(jìn)制FFFF（即全為1）；稱此寄存器為CRC寄存器；
2．把第一個8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（既通訊信息幀的第一個字節(jié)）與16位的CRC寄存器的低
8位相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器；
3．把CRC寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位）用0填補最高位，并檢查右移后的移出位；
4．如果移出位為0：重復(fù)第3步（再次右移一位）；
如果移出位為1：CRC寄存器與多項式A001（1010 0000 0000 0001）進(jìn)行異或；
5．重復(fù)步驟3和4，直到右移8次，這樣整個8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理；
6．重復(fù)步驟2到步驟5，進(jìn)行通訊信息幀下一個字節(jié)的處理；
7．將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低
字節(jié)進(jìn)行交換；
8．最后得到的CRC寄存器內(nèi)容即為：CRC碼。

作者: eljw 時間: 2014-12-18 16:34
mark學(xué)習(xí)，

作者: eclidtf 時間: 2015-4-29 15:55
比較實用，值得學(xué)習(xí)

作者: LLmeishi 時間: 2015-8-5 16:02
在五一單片機(jī)上面怎么實現(xiàn)通訊方式為RS485 協(xié)議為Modbus。去讀取數(shù)據(jù)

作者: jasone 時間: 2015-9-18 06:08
學(xué)習(xí)了不過沒看太懂

作者: 咱厝人 時間: 2015-9-20 09:57
頂！頂！頂！頂！頂！

作者: 加百列 時間: 2015-10-24 11:08
樓主是使用C編程實現(xiàn)通訊的，問一下，我使用的是C#編寫的程序，向在程序中加載一項能夠讀寫PLC226數(shù)據(jù)的模塊，樓主可以簡單寫一下嗎？

作者: LYX 時間: 2015-11-11 15:17
樓主前輩寫的通訊程序是單片機(jī)做從的寫法嗎？如果單片機(jī)做主，也是這樣寫嗎？

作者: sak 時間: 2015-11-19 09:57
程序來來回回看了很多遍了，編譯沒有錯，寫的很好，為什么我移植上去就是收不到數(shù)據(jù)，總是顯示通訊超時，我用的是MODBUS調(diào)試精靈，照著樓主的講解來的，硬件電路是USB-RS232-RS485出來通過485總線連接MAX485芯片，另一端連著單片機(jī)。希望樓主指導(dǎo)一下哪里出錯？

作者: 千年不玩 時間: 2015-11-24 10:24
學(xué)習(xí)RS485通信

作者: LYX 時間: 2015-12-1 11:50

admin 發(fā)表于 2013-11-23 00:42
大家有什么問題可以在回帖中提出

樓主前輩寫的通訊程序是單片機(jī)做從的寫法嗎？如果單片機(jī)做主，也是這樣寫嗎？

作者: touren 時間: 2015-12-8 16:36
樓主強大，從你的例程中對我項目很有幫助，謝謝

作者: hong7817 時間: 2015-12-31 16:33
這個例子比較實用，贊

作者: 李光洙 時間: 2016-3-1 09:28
你好，你的第一個rs485通信程序，我用字符格式接收，接收到的都是亂碼，咨詢一下這個是怎么回事嗎

作者: yzwanglei1982 時間: 2016-3-3 18:40
非常好的

作者: 李光洙 時間: 2016-3-8 16:07

sak 發(fā)表于 2015-11-19 09:57
**** 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽 ****

我也是同樣的問題，請問你問題解決沒？

作者: 李光洙 時間: 2016-3-9 16:11

李光洙發(fā)表于 2016-3-1 09:28
你好，你的第一個rs485通信程序，我用字符格式接收，接收到的都是亂碼，咨詢一下這個是怎么回事嗎

問題已經(jīng)解決了，是波特率設(shè)置問題，我將此代碼中的串口初始化函數(shù)改了就好了。Modbus的那個例子，對于半雙工通信是錯的，需要該一下UartDriver()函數(shù)中的一句就OK了，謝謝樓主了�。。。�

作者: 【漁樵耕讀】 時間: 2016-3-21 15:32
聽君一席話，勝讀教授寫的那些所謂的專著十年。有點茅塞頓開的感覺，萬分感謝樓主！

作者: tudou19921130 時間: 2016-4-26 11:10

李光洙發(fā)表于 2016-3-9 16:11
問題已經(jīng)解決了，是波特率設(shè)置問題，我將此代碼中的串口初始化函數(shù)改了就好了。Modbus的那個例子，對于半 ...

輕微一下我用modbus調(diào)試精靈為什么就不能接收到信息了

作者: 用戶明 時間: 2016-5-9 17:15
寫得很好頂一下慢慢看

作者: ptx0315 時間: 2016-5-20 21:36
程序稍作修改，用modbus精靈測試寫不進(jìn)程序，想先用串口檢查一下（P3.0/P3.1），應(yīng)該怎么改才可以測試

作者: 12332111 時間: 2016-5-24 22:43

李光洙發(fā)表于 2016-3-9 16:11
問題已經(jīng)解決了，是波特率設(shè)置問題，我將此代碼中的串口初始化函數(shù)改了就好了。Modbus的那個例子，對于半 ...

怎么改的能夠請教下么？

作者: join22life 時間: 2016-9-14 09:20
第一天學(xué)習(xí)

作者: whole_hope 時間: 2016-10-20 10:21
RS485跟CAN相比的話，是不是CAN更好用一點兒？

作者: Blackhole 時間: 2016-10-28 17:19
好貼，學(xué)習(xí)modbus很實用。

作者: liufanshen 時間: 2016-11-18 15:39

好教程。

作者: llop 時間: 2016-12-9 10:52
有沒有使用STM32的啊？

作者: FSLTKJ 時間: 2016-12-18 22:23
謝謝樓主，很好的資料，先收藏了。

作者: cjc342019965 時間: 2017-4-14 11:09
干的漂亮。頂頂頂

作者: 。333 時間: 2017-5-18 15:53
請教樓主下樓主為什么做串口通信的時候pc端發(fā)送兩次數(shù)據(jù)單片機(jī)只接收到一次
不是用你這種方法做的

作者: 沒有房子的蝸牛 時間: 2017-5-25 15:39
按照樓主寫的rs485燒入單片機(jī)，發(fā)送數(shù)據(jù)時是亂碼，寫modbus例程時modbus 調(diào)試精靈超時無法通訊，是什么原因呀？如何解決？

作者: jz_masson 時間: 2017-8-14 15:31
謝謝分享

作者: chatatwill 時間: 2017-9-1 11:50
用AB433A無線485終端，可以實現(xiàn)MODBUS協(xié)議的無線傳輸
也可以實現(xiàn)485總線的無線傳輸。

作者: keeny 時間: 2017-11-22 19:48
此書出版了嗎

作者: 篤三信 時間: 2017-11-24 21:31
如果從采集到數(shù)據(jù)（例如為temp），要發(fā)出去，該把temp給誰，如何分析？

作者: 好人一生平安！ 時間: 2018-1-3 19:47

admin 發(fā)表于 2013-11-23 00:42
大家有什么問題可以在回帖中提出

51單片機(jī)如何與信捷PLC通信？希望能得到老師的幫助！

作者: maind 時間: 2018-1-6 17:36

好人一生平安！發(fā)表于 2018-1-3 19:47
51單片機(jī)如何與信捷PLC通信？希望能得到老師的幫助！

我現(xiàn)在也在做和你這個一樣的（51單片機(jī)如何與信捷PLC通信）

作者: yyjzd 時間: 2018-3-21 15:52
請問樓主，有沒有關(guān)于STM32的modbus-rtu例程嗎？

作者: 下一站見客戶 時間: 2018-3-29 19:32
厲害，學(xué)習(xí)一下！

作者: lxguang231 時間: 2018-4-13 20:35
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

作者: maguanzeng 時間: 2018-5-18 13:30
看看謝謝

作者: zhangshanqiao 時間: 2018-5-27 00:36
這篇文章真是解我燃煤之急，今天下午在做單片機(jī)和變頻器的對接。DelayX10us(5);這句沒有加入進(jìn)去，明天試試看。

作者: jt327527402 時間: 2018-6-27 09:15

admin 發(fā)表于 2013-11-23 00:42
大家有什么問題可以在回帖中提出

出版的教材叫什么名字？

作者: keneng 時間: 2018-7-30 08:49
堅持學(xué)習(xí)，這套教程確實好

作者: wxyz 時間: 2018-8-22 15:28
感謝樓主提供的資料。先下載看看。

作者: sync763 時間: 2018-9-2 09:09
好，正需要這個呢。好好研究一下。

作者: kojull 時間: 2018-9-5 09:07
鏈接不上啊

作者: jiangqq 時間: 2018-9-17 22:56
好詳細(xì)。可以好好參考一下，

作者: ws9001 時間: 2018-10-7 07:45
我想買上述實驗的所有軟硬件，請回復(fù)我的郵箱：ws9001@163.com

作者: ws9001 時間: 2018-10-12 07:07
這個實驗我反復(fù)試驗，沒有成功，有沒有做成功的？有償求解答。我用的是STC15W4K開發(fā)板，用的串口3和定時器，搞了10多天了，一直沒有數(shù)據(jù)返回。不過我開發(fā)板原有的485校驗實驗，是可以做的。求指導(dǎo)。郵箱：ws9001@163.com

作者: gemxie 時間: 2018-11-12 15:20
能不能打包分享下呢，樓主

作者: 懶人下地 時間: 2019-3-23 08:22

千年不玩發(fā)表于 2015-11-24 10:24
**** 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽 ****

很好

作者: CHEN121 時間: 2019-7-31 12:16
學(xué)習(xí)了，寫得很好

作者: 13473156912 時間: 2020-10-17 12:23
謝謝分享！這真太棒了。但沒看太明白呢！

作者: zpmpok001 時間: 2021-1-16 21:48

。333 發(fā)表于 2017-5-18 15:53
請教樓主下樓主為什么做串口通信的時候pc端發(fā)送兩次數(shù)據(jù)單片機(jī)只接收到一次
不是用你這種方法做的

1 電腦發(fā)送的時候，要有時間間隔，發(fā)慢，手快
2 電腦發(fā)2次，單片機(jī)接收的時候，要接兩次，并且一定要接完一個，放起來，在馬上接第二個，控制好時間

作者: cba_cba 時間: 2021-3-17 12:34
正要搞個與變頻器通信的程序，不知大家用單片寫的結(jié)果怎樣了。

作者: 51黑qqq 時間: 2022-10-16 19:27
謝謝老師分享，最近在做通訊，學(xué)習(xí)一下

作者: pengyongnet 時間: 2023-4-18 04:48
有沒好的TCP modbus程序源碼

作者: zyftank 時間: 2023-5-25 21:27
調(diào)試了半天，這也是個半拉子工程。

作者: zyftank 時間: 2023-5-26 11:39
加個清理緩沖區(qū)的函數(shù)，這個程序還是能用的。感謝樓主。

作者: i萊卡j 時間: 2024-4-23 19:58

篤三信發(fā)表于 2017-11-24 21:31
如果從采集到數(shù)據(jù)（例如為temp），要發(fā)出去，該把temp給誰，如何分析？

請問你解決了嗎

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