PC和單片機通過MODBUS RTU通信

最近研究了一下MODBUS通信，在STC12C5A60S2單片機上實現了MODBUS協議的部分功能，方便上位機從單片機系統上獲取數據，比如由單片機獲取的溫度、濕度、或者控制信號的狀態等。有了MODBUS協議后，上位機的開發就很方便了，可以使用C#等高級語言通過串口通信，或者使用組態王直接通過串口通信而不需要寫代碼，這些都歸功於MODBUS協議的開放性，很多的組態軟件都能提供對他的支持。甚至通過PLC直接可以和單片機通信，比如在PLC系統上沒有AD時，可以使用單片也來進行AD，然后通過MODBUS返回給PLC進行相應的控制。

通過MODBUS協議可以實現主機和多個從機進行通謝，而每個從機有唯一的地址，主機就靠這個地址和從機進行通信。每一幀數據都要通過CRC進行校驗，保證通信的正確性。

在進行多機通信時只需要把每個從機的串口並到一起即可，見后面的圖。

單片機中3號功能的核心代碼如下：

unsigned char createRespond_M(unsigned char *respondMessage,unsigned char* _messageReceived ,unsigned int* _registerData)
{
    unsigned char  i,j;
    unsigned char  numberOfPoints = 0;
    unsigned char _slaveAddress = 0 ;
    unsigned char  bytesToSend = 0;
    unsigned char  startAddress=0;
    unsigned char crcCalculation[]={0,0,0};

    unsigned int CntHi = _messageReceived[4];  //將其轉換為int型，然后放到高8位。
    CntHi = CntHi<<8;                    
    numberOfPoints = CntHi| _messageReceived[5];

    if(numberOfPoints > MaxnumberOfPoints)
    {
        return  0;
    }
    
    bytesToSend = 2 * numberOfPoints +5;
    _slaveAddress = _messageReceived[0];
    respondMessage[0] = _slaveAddress;
    respondMessage[1] = 3;
    respondMessage[2] =2 * numberOfPoints;
    startAddress = (((unsigned int)(_messageReceived[2])) << 8) | _messageReceived[3];
    j= 0;
    for (i = 0; i < numberOfPoints; i++)
    {
        respondMessage[i + j + 3] = ((_registerData[startAddress + i] >> 8) & 0xff);
        respondMessage[i + j + 4] =(_registerData[startAddress + i] & 0xff);
        j++;
    }
    calculateCRC(respondMessage, bytesToSend - 2,crcCalculation);
    respondMessage[bytesToSend - 2] = crcCalculation[0];
    respondMessage[bytesToSend - 1] = crcCalculation[1];
    return bytesToSend;
}
//對接收的數據進行CRC檢驗，同時判斷是否為Address所指定的從機地址和是否為function3功能。
bit CheckRecData(unsigned char * RecData,unsigned char Address)
{
    if(RecData[0] == Address && RecData[1] == 3)   //地址為自己的地址，同時功能碼為3(function 3)
    {
        if(checkCRC(RecData,8))
        {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

本例中每個從機返回８０個字節的數據，１號機返回i+1,  2號機返回2*i+１   ,當然在實際運用中只要自己定義所返回的數據的含義即可。比如１，２字節代表溫度，３，４字節代表濕度，接下來的４個字節代表P0,P1,P2,P3端口的狀態等。可以自由定義，很方便。
具體效果見下圖：

把兩塊板的串口通過杜綁線連在一起。

在TEXTBOX中輸入從機的地址，返回相應的數據

如果輸入的地址從機不存在，那么通信將會超時，就會提示通信故障。這個是根據通信超時來判斷的。