资源准备及Freemodbus文件内容说明

移植FreeModbus版本为 FreeModbus V1.6提取码：1xkk
硬件平台为原子F103精英版，移植基础工程为实验RS485通讯模板提取码：83gi

Freemodbus文件说明

FreeModbus V1.6解压后打开文件夹后显示内容如下：
在这里插入图片描述
我们只关心 “demo”/“modbus”这两个文件夹
打开demo文件夹，显示内容为freemodbus支持的平台例程，stm32属于ARM平台，我们后续可参考"BARE"文件夹中的内容

打开BARE文件夹，显示内容如下:

文件结构

源文件	描述
port\port.h	实现硬件移植部分接口
port\portevent.c	实现从机事件移植接口(需根据移植平台用户自行实现更改)
port\portserial.c	从机串口移植(需根据移植平台用户自行实现更改)
port\porttimer.c	从机定时器移植(需根据移植平台用户自行实现更改)
demo	为工程实例定义从机数据缓冲区，实现从机Modbus 功能的回调接口(需用户根据需求自行实现更改)

打开modbus文件夹，显示内容为freemodbus自身协议源码
在这里插入图片描述
因为我们移植的是RTU通讯，所以暂且不用管ASCII TCP两个文件夹中的内容
文件结构

源文件	描述
modbus\mb.c	给应用层提供Modbus 从机设置及轮询相关接口
modbus\functions\mbfunccoils.c	从机线圈相关功能
modbus\functions\mbfuncdisc.c	从机离散输入相关功能
modbus\functions\mbfuncholding.c	从机保持寄存器相关功能
modbus\functions\mbfuncinput.c	从机输入寄存器相关功能
modbus\functions\mbfuncother.c	其余Modbus 功能
modbus\functions\mbutils.c	一些协议栈中需要用到的工具函数
modbus\rtu\mbcrc.c	CRC 校验功能
modbus\rtu\mbrtu.c	从机RTU 模式设置及其状态机
“include”文件夹内为modbus源代码的头文件存放文件夹

开始移植 Freemodbus到stm32平台工程中

移植之前我们需打开上文提到的freemodbus源文件及stm32 rs485实验工程
分别打开两个文件夹
在这里插入图片描述

工程文件内modbus文件夹内容的添加

在485实验工程文件夹内新建"MODBUS"文件夹
在这里插入图片描述
将freemodbus-v1.6“demo”文件夹中的BARE文件夹复制到MODBUS文件夹内
将freemodbus-v1.6“modbus”文件夹复制到MODBUS文件夹内
如下图所示

keil工程内modbus源码及头文件的添加

打开RS485基础工程,创建modbus工程组
在这里插入图片描述
添加如下文件到工程组内，前面有提到它们所属的文件目录

添加头文件路径

keil工程接口函数的补充及报错的解决

添加完成后，先编译一遍后出现报错，我们对如下文件进行更改，删除“porttimer.c”文件中下图两个函数前面的inline字符
在这里插入图片描述
将“mbconfig.h”文件中的#define MB_ASCII_ENABLED ( 1 )改为(0)失能ASCII模式

将demo.c中的 int main函数删除，并对函数进行补充完善
具体更改后代码如下

#include "mb.h"
#include "mbport.h"

//保持寄存器
#define REG_HOLDING_START 0x0001    //起始为1，请看前面modbus rtu协议说明
#define REG_HOLDING_NREGS 4
uint16_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {
    
    0x0000,0x5678,0x5678,0x5678};

//输入寄存器
#define REG_INPUT_START 0x0001     //起始为1，请看前面modbus rtu协议说明
#define REG_INPUT_NREGS 4
uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {
    
    0x0000,0x1111,0x2222,0x3333};
	
/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/

/**
  *****************************************************************************
  * @Name   : 读输入寄存器
  * @Brief  : 对应功能码0x04 -> 读单个或多个输入寄存器eMBFuncReadInputRegister
  * @Input  : *pucRegBuffer数据缓冲区
  *           usAddress:     寄存器地址
  *           usNRegs:       寄存器数量
  * @Output : none
  * @Return : Modbus状态信息
  *****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
{
    
    
    eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
    int             iRegIndex;
	//判断寄存器地址范围
    if( ( (int16_t)usAddress 
					>= REG_INPUT_START ) 
						&& ( usAddress + usNRegs 
							<= REG_INPUT_START 
								+ REG_INPUT_NREGS ) )
    {
    
    
    	//计算偏移量
		iRegIndex = ( int )( usAddress - REG_INPUT_START );
        while( usNRegs > 0 )
        {
    
    
            *pucRegBuffer++ =
                ( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );
            *pucRegBuffer++ =
                ( unsigned char )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
            iRegIndex++;
            usNRegs--;						
        }
    }
    else
    {
    
    
        eStatus = MB_ENOREG;
    }
				
    return eStatus;
}
/**
  *****************************************************************************
  * @Name   : 保持寄存器
  * @Brief  : 对应功能码0x03 -> 读单个或多个寄存器eMBFuncReadHoldingRegister
  * 				   0x06 -> 写单个保持寄存器eMBFuncWriteHoldingRegister
  * 				   0x10 -> 写多个保持寄存器eMBFuncWriteMultipleHoldingRegister
  * @Input  : *pucRegBuffer数据缓冲区
  *           usAddress:     寄存器地址
  *           usNRegs:       寄存器数量
  * @Output : none
  * @Return : Modbus状态信息
  *****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs,
                 eMBRegisterMode eMode )
{
    
    
	
	eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
	
	int16_t iRegIndex;
	
	//判断寄存器地址范围
	if(((int16_t)usAddress 
								>= REG_HOLDING_START)
									&&(usAddress + usNRegs 
										<= REG_HOLDING_START 
											+ REG_HOLDING_NREGS))
	{
    
    
		//计算偏移量
		iRegIndex = (uint16_t)(usAddress - REG_HOLDING_START );
		switch(eMode)
		{
    
    
			//读操作
			case MB_REG_READ:
				while(usNRegs > 0)
				{
    
    
					*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8);
					*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0XFF);
					iRegIndex++;
					usNRegs--;					
				}
			break;
				
			//写操作
			case MB_REG_WRITE:
				while(usNRegs > 0)
				{
    
    
					usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ <<8;
					usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
					iRegIndex++;
					usNRegs--;									
				}
				break;				
		}
	}
	else
	{
    
    
		eStatus = MB_ENOREG;
	}
	return eStatus;
}

/**
  *****************************************************************************
  * @Name   : 线圈寄存器
  * @Brief  : 对应功能码0x01 -> 强制单线圈eMBFuncReadCoils
  * 				   0x05 -> 写单个线圈eMBFuncWriteCoil
  * 				   0x0F -> 写多个线圈eMBFuncWriteMultipleCoils
  * @Input  : *pucRegBuffer数据缓冲区
  *           usAddress:     寄存器地址
  *           usNRegs:       寄存器数量
  * @Output : none
  * @Return : Modbus状态信息
  *****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils,
               eMBRegisterMode eMode )
{
    
    
    return MB_ENOREG;
}
/**
  *****************************************************************************
  * @Name   : 操作离散量寄存器
  * @Brief  : 对应功能码0x02 -> 读输入状态eMBFuncReadDiscreteInputs
  * @Input  : *pucRegBuffer数据缓冲区
  *           usAddress:     寄存器地址
  *           usNRegs:       寄存器数量
  * @Output : none
  * @Return : Modbus状态信息
  *****************************************************************************
**/
eMBErrorCode
eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
{
    
    
    return MB_ENOREG;
}

更改完后编译还会有错误，我们先不管，先添加modbus所需的硬件接口函数

portserial.c文件的补充，先修改工程内的rs485.c 与rs485.
rs485.c修改如下

#include "sys.h"		    
#include "rs485.h"	 
#include "delay.h"

  									 
void RS485_Init(u32 bound)
{
    
      
  	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
		
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;				 
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 	GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;	//PA2
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	
 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA3
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
  	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  

	RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_USART2,DISABLE);	
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; 
    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
       
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;  
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);     
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    
    RS485_TX_EN=0;			  
}

rs485.h修改如下

#ifndef __RS485_H
#define __RS485_H			 
#include "sys.h"	 								  

#define RS485_TX_EN		PDout(7)	//.0,RX;1,TX.

void RS485_Init(u32 bound);

#endif

portserial.c补充如下

#include "rs485.h"
#include "port.h"

/* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
#include "mb.h"
#include "mbport.h"

/* ----------------------- static functions ---------------------------------*/
static void prvvUARTTxReadyISR( void );
static void prvvUARTRxISR( void );

/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
void
vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
{
    
    
    /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
     * transmitter empty interrupts.
     */
	if(xRxEnable)
	{
    
    
		RS485_TX_EN = 0;	//发送后默认置低 接收
		USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	}
	else
	{
    
    
		USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);
	}
	
	if(xTxEnable)
	{
    
    
		RS485_TX_EN = 1;   //发送前置高
		USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TXE,ENABLE);		
	}
	else
	{
    
    
		USART_ITConfig(USART2,USART_IT_TXE,DISABLE);
	}
	
}

BOOL
xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
{
    
    
	  (void)ucPORT;			
	  (void)ucDataBits;	
	  (void)eParity;		
	
	   RS485_Init(ulBaudRate);
   	   return TRUE;
}
void vMBPortClose(void)
{
    
    
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE | USART_IT_RXNE, DISABLE);
	USART_Cmd(USART2, DISABLE);
}

BOOL
xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
{
    
    
    /* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called
     * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been
     * called. */
		
		USART_SendData(USART2,ucByte);
		while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET)
		{
    
    
		
		};	
    	return TRUE;
}

BOOL
xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
{
    
    
    /* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called
     * by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived( ) has been called.
     */
		*pucByte = USART_ReceiveData(USART2);
    return TRUE;
}

/* Create an interrupt handler for the transmit buffer empty interrupt
 * (or an equivalent) for your target processor. This function should then
 * call pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) which tells the protocol stack that
 * a new character can be sent. The protocol stack will then call 
 * xMBPortSerialPutByte( ) to send the character.
 */
static void prvvUARTTxReadyISR( void )
{
    
    
    pxMBFrameCBTransmitterEmpty(  );
}

/* Create an interrupt handler for the receive interrupt for your target
 * processor. This function should then call pxMBFrameCBByteReceived( ). The
 * protocol stack will then call xMBPortSerialGetByte( ) to retrieve the
 * character.
 */
static void prvvUARTRxISR( void )
{
    
    
    pxMBFrameCBByteReceived(  );
}

void USART2_IRQHandler(void)                	
	{
    
    

		if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_TXE) != RESET)  
		{
    
    
				prvvUARTTxReadyISR();
				USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_TXE);
		} 
		if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  
		{
    
    
			  prvvUARTRxISR();
				USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);
		} 
}

porttimer.c文件的补充， porttimer.c文件修改如下

/* ----------------------- Platform includes --------------------------------*/
#include "port.h"
#include "timer.h"
#include "sys.h"
/* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
#include "mb.h"
#include "mbport.h"

/* ----------------------- static functions ---------------------------------*/
static void prvvTIMERExpiredISR( void );

/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
BOOL
xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
{
    
    
	TIM2_Int_Init(usTim1Timerout50us,(SystemCoreClock /20000)-1);//20KHZ
	return TRUE;
}


void
vMBPortTimersEnable(  )
{
    
    
    /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
	TIM_ITConfig( TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); 
	TIM_SetCounter(TIM2,0);
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void
vMBPortTimersDisable(  )
{
    
    
  /* Disable any pending timers. */
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
	TIM_ITConfig( TIM2,TIM_IT_Update,DISABLE); 
	TIM_SetCounter(TIM2,0);
	TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
}

/* Create an ISR which is called whenever the timer has expired. This function
 * must then call pxMBPortCBTimerExpired( ) to notify the protocol stack that
 * the timer has expired.
 */
static void prvvTIMERExpiredISR( void )
{
    
    
    ( void )pxMBPortCBTimerExpired(  );
}

void TIM2_IRQHandler(void)   
{
    
    
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) 
		
		{
    
    
			TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
			TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update  );  
			prvvTIMERExpiredISR();
		}
}

main.c文件修改如下


#include "delay.h"
#include "mb.h"
#include "rs485.h"


 				 	
 int main(void)
 {
    
    	 	 
	delay_init();	    	   
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//中断分组4 4位优先级抢占位 0位从优先级
		 
	//初始化 RTU模式  地址0x01  端口号2(这里默认串口2可填为0)  波特率9600  无校验
 	eMBInit(MB_RTU,	0X01,0x02,9600,MB_PAR_NONE);
	 
	eMBEnable();			//开启FreeModbus	
	 									  
	while(1)
	{
    
    
		eMBPoll();			//FreeModbus轮询	
	} 
}
 
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t *file,uint32_t line)
{
    
    
	while(1)
}

#else
void __aeabi_assert(const char *x1,const char *x2,int x3)
{
    
    
}
#endif

再进行全局编译，无错误提示，两个告警不用理会
在这里插入图片描述
至此整个FreeModbus的移植过程结束，后面在开发板上进行各功能的验证。

STM32移植FreeModbus RTU教程2（FreeModbus的移植）

基于原子F103精英版RS485实验工程的Freemodbus RTU的移植