STC32G12K128单片机的 moubus-rtu 主机测试工程

news2024/11/24 23:09:05

简介

STC32G12K128 是STC 推出的一款32位的 C251 的单片机。最近拿到一块官方申请的 屠龙刀-STC32G开发板，就用它的提供的库函数，查考安富莱提供的 modbus 例程移植了一个 modbus-rtu 主站的工程。

modbus-rtu host 移植注意点

  1. modbus-rtu 功能配置
  • 配置 modbus-rtu 使能主机还是从机，亦或是全部使能
  • 配置主机或者从机使用的串口、波特率、打印调试信息
    在这里插入图片描述
  • 主机要读取的从机地址通过全局变量 g_SlaveAddr 设置。
    在这里插入图片描述
  1. 初始化 modbus-rtu 主站使用到的串口和定时器
  • modbus-rtu 没有开始和结束符，通过3.5个字符的时间间隔来断帧，所以此处初始化一个定时器4来计算3.5个字符的时间用于断帧。注意：此处使用定时器不要和对应串口波特率产生的定时器冲突
  • 初始化对应的串口4
void MODH_PeripheralInit(void)
{
    TIM_InitTypeDef		TIM_InitStructure = {0};
    GPIO_InitTypeDef	GPIO_InitStructure;		//结构定义
    COMx_InitDefine		COMx_InitStructure;					//结构定义

    /* 硬件定时器初始化 */
    /*
    	3.5个字符的时间间隔，只是用在RTU模式下面，因为RTU模式没有开始符和结束符，
    	两个数据包之间只能靠时间间隔来区分，Modbus定义在不同的波特率下，间隔时间是不一样的，
    	所以就是3.5个字符的时间，波特率高，这个时间间隔就小，波特率低，这个时间间隔相应就大

    	4800  = 7.297ms
    	9600  = 3.646ms
    	19200  = 1.771ms
    	38400  = 0.885ms
    */
    uint32_t timeout = 0;

    //timeout = 35000000 / MODBUS_SLAVE_BAUD;	/* 计算超时时间，单位us 35000000*/
    /* 此处直接将定时器的初始值赋值，具体计算的公式参考注释，此处默认使用9600的波特率/主频22.1184MHZ,且定时器使用12T模式 */
    uiTimerAutoLoadVal = 63558;//(65536UL - ((12000000*3646) / MAIN_Fosc));//3646=35000000 / 9600

    /* 使用硬件定时器4  如果有冲突，请改修此处定时器 */
    TIM_InitStructure.TIM_ClkSource = TIM_CLOCK_12T;	//指定时钟源,     TIM_CLOCK_1T,TIM_CLOCK_12T,TIM_CLOCK_Ext
    TIM_InitStructure.TIM_ClkOut    = DISABLE;					//是否输出高速脉冲, ENABLE或DISABLE
    TIM_InitStructure.TIM_Value     = uiTimerAutoLoadVal;		//初值 因为上面12分频了  所以是 12*1000000
    TIM_InitStructure.TIM_Run       = DISABLE;					//是否初始化后启动定时器, ENABLE或DISABLE
    Timer_Inilize(Timer4, &TIM_InitStructure);					//初始化Timer4	  Timer0,Timer1,Timer2,Timer3,Timer4
    NVIC_Timer4_Init(ENABLE, NULL);		//中断使能, ENABLE/DISABLE; 无优先级


    /* 初始化串口 */
    GPIO_InitStructure.Pin  = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;		//指定要初始化的IO, GPIO_Pin_0 ~ GPIO_Pin_7
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp;	//指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
    GPIO_Inilize(GPIO_P0, &GPIO_InitStructure);	//初始化

    COMx_InitStructure.UART_Mode      = UART_8bit_BRTx;		//模式,   UART_ShiftRight,UART_8bit_BRTx,UART_9bit,UART_9bit_BRTx
    COMx_InitStructure.UART_BRT_Use   = BRT_Timer2;			//使用波特率,   BRT_Timer2, BRT_Timer4 (注意: 串口2固定使用BRT_Timer2)
    COMx_InitStructure.UART_BaudRate  = 9600ul;			//波特率,     110 ~ 115200
    COMx_InitStructure.UART_RxEnable  = ENABLE;				//接收允许,   ENABLE或DISABLE
    UART_Configuration(UART4, &COMx_InitStructure);		//初始化串口4 UART1,UART2,UART3,UART4
    NVIC_UART4_Init(ENABLE, Priority_1);		//中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3

    UART4_SW(UART4_SW_P02_P03);		//UART4_SW_P02_P03,UART4_SW_P52_P53

}
  1. 在定时器的中断函数中添加 modbus-rtu 主机 3.5 个字符超时处理函数
//========================================================================
// 函数: Timer4_ISR_Handler
// 描述: Timer4中断函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-23
//========================================================================
void Timer4_ISR_Handler (void) interrupt TMR4_VECTOR		//进中断时已经清除标志
{
#if ( MODBUS_CFG_SLAVE_EN == 1 )
    MODS_RxTimeOut();    /* Modbus从站超时处理 */
#endif
#if ( MODBUS_CFG_HOST_EN == 1 )
    MODH_RxTimeOut();    /* Modbus主站超时处理 */
#endif
	// TODO: 在此处添加用户代码
	//P63 = ~P63;
}
  1. 在串口的接口中断函数中添加 modbus-rtu 主机接收字节的处理函数
//========================================================================
// 函数: UART4_ISR_Handler
// 描述: UART4中断函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2020-09-23
//========================================================================
#ifdef UART4
void UART4_ISR_Handler(void) interrupt UART4_VECTOR
{
    if(S4RI)
    {
        CLR_RI4();
#if ( MODBUS_CFG_SLAVE_EN == 1 )
        MODS_ReciveNew(S4BUF);
#elif ( MODBUS_CFG_HOST_EN == 1 )
        MODH_ReciveNew(S4BUF);
#else
        if(COM4.RX_Cnt >= COM_RX4_Lenth)	COM4.RX_Cnt = 0;
        RX4_Buffer[COM4.RX_Cnt++] = S4BUF;
        COM4.RX_TimeOut = TimeOutSet4;
#endif
    }

    if(S4TI)
    {
        CLR_TI4();

#if(UART_QUEUE_MODE == 1)   //判断是否使用队列模式
        if(COM4.TX_send != COM4.TX_write)
        {
            S4BUF = TX4_Buffer[COM4.TX_send];
            if(++COM4.TX_send >= COM_TX4_Lenth)		COM4.TX_send = 0;
        }
        else	COM4.B_TX_busy = 0;
#else
        COM4.B_TX_busy = 0;     //使用阻塞方式发送直接清除繁忙标志
#endif
    }
}
  1. 在 main() 函数的大循环之前调用 MODS_PeripheralInit() 以初始化使用到的相关硬件；然后在死循环里一直调用 MODS_Poll() 解析 modbus-rtu 从机协议，并且可以定时通过API接口读取或者写入从机某个寄存器地址的值。
    例程例程里，每隔 2s 往 0x301 寄存器写入一个自增 1 的值，然后下一秒从该寄存器中再读取，结果通过串口助手打印可以查看。
/* modbus主机测试任务，每1s执行一次该函数 */
void app_ModbusHostTask(void)
{
    static uint8_t wrflag = 0;
    static uint16_t regVal = 0;
    
    if(wrflag == 0)
    {
        MODH_WriteParam_06H(REG_P01, regVal);	//往寄存器 ERG_P01 寄存器中写入 regVal
        printf("modbus host write reg[%hu] value:%hu\n",REG_P01,regVal);
        regVal++; //写完一次后自增
    }
    else
    {
        MODH_ReadParam_03H(REG_P01,1);	//从寄存器 ERG_P01 中读取
        printf("modbus host read reg[%hu] value:%hu\n",REG_P01,g_tHostVar.P01);
    }
    wrflag = !wrflag;
}
  1. 可以通过 modbus_host.h 文件中的宏定义对 modbus-rtu 的功能进行裁剪，可以禁用不需要使用的功能，以解决空间。
//-----------------------------------------------------------------------------------------//
#define MODBUS_HOST_RTU_01H_FUNCTION DISABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_02H_FUNCTION DISABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_03H_FUNCTION ENABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_04H_FUNCTION DISABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_05H_FUNCTION DISABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_06H_FUNCTION ENABLE
#define MODBUS_HOST_RTU_10H_FUNCTION ENABLE

测试

  1. 先将工程源码编译生成后的hex烧录到开发板中
  2. 再使用 USB转TTL 连接 STC32G12K28 开发板的串口4（P02-RXD P03-TXD）
  3. 电脑端使用 modbus 从机的模拟软件（此处使用 modbusslave ）
  • 根据工程源码里设置的保存寄存器的参数，设置 modbusslave 软件里，从机的地址，被读取的寄存器地址和寄存器数量
    在这里插入图片描述
  • 设置串口和波特率
    在这里插入图片描述
  • 通过 modbusslave 窗口和单片机的串口打印日志观察现象
    在这里插入图片描述

工程源码

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