最近一个项目用到了MODBUS协议，就学习了一下，这里做一下记录以免后续忘记。
要用到MODBUS肯定要先知道是MOBUS协议，这里呢我们就又要先理解协议的含义了。
所谓的协议是什么?就是互相之间的约定嘛,如果不让别人知道那就是暗号。现在就来定义一个新的最简单协议。
例如： 协议: “A”--“LED灭” “B”--“报警” “C”--“LED亮” 。
单片机接收到“A”控制一个LED灭，单片机接收到“B”控制报警，单片机接收到“A”控制一个LED亮。那么当收到对应的信息就执行相应的动作，这就是协议。
MODBUS 一包数据主要组成有 : 设备地址 功能码 数据长度 数据 CRC
先来简单分析一条MODBUS-RTU报文，例如：
这个包数据的意思是往设备地址为 0x01 的设备中，执行 0x1f 代号的功能 ，这里假设 0x1f 代号功能码代表的是保存数据再Flash，那这包数据的意思就是，控制 0x01 设备，执行 0x1f 代号功能保存后面4位数据到 MCU 的 Flash 中，其中数据长度是指后面数据字节数的大小，最后两个 CRC 校验是除了最后两位 CRC 前面所有数据经过CRC运算出来的校验码，用来保证数据的准确性。
协议大概就是这么些内容，因为只是简单的应用，就没有深入去研究了，知道这些运用到STM32上已经够了，下面的是CRC校验的代码（重点）：
/*** 函数名：uint16_t Crc(uint8_t Rxbuff[],uint8_t Rx_len) 说 明：Modbus协议CRC校验 传入值：Rxbuff[] 串口接收的数据，len串口接收的数据长度 传出值：返回两个字节的CRC校验码，高位在前，低位在后 **/ uint16_t Crc(uint8_t Rxbuff[],uint8_t Rx_len) { uint8_t len = Rx_len - 2; uint16_t crc_result = 0xffff; int crc_num =0; int xor_flag=0; for(int i=0;i<len;i++) { crc_result ^= Rxbuff[i]; crc_num = (crc_result&0x0001); for(int m=0;m<8;m++) { if(crc_num==1) xor_flag = 1; else xor_flag = 0; crc_result >>= 1; if(xor_flag) crc_result ^= 0xa001; crc_num = (crc_result & 0x0001); } } return crc_result; }
下面的是MODBUS运用的举例代码，这里我对MODBUS协议做了些修改，在 “功能码 ” 跟 “数据长度 ” 间多加了个 “读写标志位”，实际项目时可以根据自己项目需求做一下修改也无可厚非：
/*** 函数名：void modbus(uint8_t Rxbuff[],uint8_t len) 说 明：Modbus协议处理 传入值：Rxbuff[] 串口接收的数据，len串口接收的数据长度 传出值：无 **/ void modbus(uint8_t Rxbuff[],uint8_t len) { uint8_t Read_Robot [1]={0}; uint8_t Robot_add=0x01; uint8_t Robot = Get_Robot_Num(); //获取预先保存好的设备地址 uint16_t crc=Crc(Rxbuff,len); uint16_t Rx_crc = Rxbuff[len-2]<<8 | Rxbuff[len-1]; if((Robot==Rxbuff[0] ||Rxbuff[0] ==0xff) && Rx_crc==crc) //判断设备地址是否正确,预留在不知道地址的时候，使用虚拟地址0xff，防止忘记设备地址后，用虚拟地址可以修改 { switch(Rxbuff[1]) { case 0x01: //操作ID if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,ID_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,ID_Flash_Add); break; case 0x02: //操作名称 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Name_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Name_Flash_Add); break; case 0x03: //操作环节 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Link_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Link_Flash_Add); break; case 0x04: //操作型号 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Model_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Model_Flash_Add); break; case 0x05: //操作品牌 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Brand_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Brand_Flash_Add); break; case 0x06: //操作行数 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Linage_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Linage_Flash_Add); break; case 0x07: //操作幅宽 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Wite_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Wite_Flash_Add); break; case 0x08: //操作高度 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Hight_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Hight_Flash_Add); break; case 0x09: //操作马力 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Soup_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Soup_Flash_Add); break; case 0x0a: //操作合作社ID if(Rxbuff[2]==0x00) //读 Read(MCU_Rx_buff,Artel_Flash_Add); else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 Write(Rxbuff,len,Artel_Flash_Add); break; case 0x21: //修改波特率 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 { Get_Boud_num(); } else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 { Boud_Set(Rxbuff); HAL_UART_Transmit(&huart1,Rxbuff,len,0x1000); } break; case 0x22: //操作设备地址 if(Rxbuff[2]==0x00) //读 { Read_Robot[0] = Get_Robot_Num(); HAL_UART_Transmit(&huart1,Read_Robot,1,0x1000); } else if(Rxbuff[2]==0x01) //写 { Robot_add=Rxbuff[5]; Robot_Num_Init(Robot_add); HAL_UART_Transmit(&huart1,Rxbuff,len,0x1000); } break; } } }
最后直接在串口接收处理函数里调用MODBUS函数即可，代码如下：
/*** 函数名：void Usart_RX(void) 说 明：接收数据处理 传入值：无 传出值：无 **/ void Usart_RX(void) { if(Rx_End_flag==1) { modbus(Rx_buffer,Rx_len); //调用MODBUS协议处理函数 memset(Rx_buffer,0,sizeof(Rx_buffer)); //清空数组 Rx_len=0; Rx_End_flag=0;//清除接收结束标志位 } HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Rx_buffer,BUFFER_SIZE); }
只要经过这些步骤，就可以在STM32上简单运用 MODBUS 协议了，其实 MODBUS 协议说难不难，它就跟我们平时自己定义的串口通信协议类似，有数据头、数据内容、数据尾，只不过更加科学规范罢了。