测试板卡： 正点原子MINISTM32（STM32F103RB）

实现思路： 位机向STM32发送连续数据，STM32串口中断一直接收，期间使用定时器控制接收时间，如果在3.5个时间字符时间内没有接收到任何数据，那么定时器就判定为一帧数据接收完毕，然后根据modbus协议处理接收到的数据就可以了。

MODBUS RTU 方式的收发都需要3.5个字符的等待时间，这个时间可以通过定时器控制，两个字符之间的间隔时间按照9600的波特率算，1s可以发9600/8=1200字节，1个字节发送的时间就是1/1200≈833微秒，3.5个字符时间就是1/1200*3.5≈2917微秒，这里我为了方便直接用了5ms，如果你测试不行的话，调小定时器的超时时间。


贴一下modbus的命令码表：



贴一下主要的代码片段：串口接收中断回调函数：

串口1为调试串口
串口3作为modbus的收发数据端口

1. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
   
2. {
   
3.     if (huart->Instance == DEBUG_UART_HANDLER.Instance)
   
4.     {
   
5.         if ((DEBUG_UART_RX_STA & 0x8000) == 0)                                                  // 接收未完毕
   
6.         {
   
7.             if (DEBUG_UART_RX_STA & 0x4000)                                                     // 已经接收到了回车符
   
8.             {
   
9.                 if (DEBUG_UART_RX_BYTE == '\n')     DEBUG_UART_RX_STA |= 0x8000;                // 本次接收到的是换行符，标记接收到了换行符
   
10.                 else                                DEBUG_UART_RX_STA = 0;                      // 本次接收到的不是换行符，视为接收错误，状态置为初始
    
11.             }
    
12.             else
    
13.             {
    
14.                 if (DEBUG_UART_RX_BYTE == '\r')     DEBUG_UART_RX_STA |= 0x4000;                // 本次接收到的是回车符，标记接收到了回车符
    
15.                 else
    
16.                 {
    
17.                     DEBUG_UART_RX_BUF[DEBUG_UART_RX_STA & 0x3FFF] = DEBUG_UART_RX_BYTE;         // 将本次接收到的数据保存到接收缓存中
    
18.                     if (DEBUG_UART_RX_STA++ >= DEBUG_UART_RX_LEN)   DEBUG_UART_RX_STA = 0;      // 连续接收到的数据长度高于最大接收长度，则视为接收错误
    
19.                 }
    
20.             }
    
21.         }
    
22.         HAL_UART_Receive_IT(huart, &DEBUG_UART_RX_BYTE, 1);                                     // 再次使能接收中断
    
23.     }
    
24.     else if (huart->Instance == huart3.Instance)
    
25.     {
    
26.         if (MODBUS_RX_STA < MODBUS_RX_LEN)
    
27.         {
    
28.             __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4, 0);                                                                // 清除5ms定时器的计数值
    
29.             if (MODBUS_RX_STA == 0)   TIM4_Set(TIM4_ENABLE);                                // 如果接收为初始状态，则启动定时器
    
30.             MODBUS_RX_BUF[MODBUS_RX_STA++] = MODBUS_RX_BYTE;                                // 接收数据
    
31.         }
    
32.         else
    
33.         {
    
34.             MODBUS_RX_STA |= 0x8000;                                                                                // 超长，标记接收结束
    
35.         }
    
36.         HAL_UART_Receive_IT(huart, &MODBUS_RX_BYTE, 1);                                                // 再次使能接收中断
    
37.     }
    
38. }
    
39. 
    

复制代码

MODBUS RTU数据解析，我只实现了功能码3，其他功能码请根据协议自行进行补充：

1. 
   
2. 
   
3. // 保持寄存器
   
4. #define REG_HOLD_SIZE        10UL
   
5. uint16_t REG_HOLD[REG_HOLD_SIZE] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
   
6. 
   
7. // 互换两个变量的值
   
8. void swap(unsigned char* byte1, unsigned char* byte2)
   
9. {
   
10.     *byte1 ^= *byte2;
    
11.     *byte2 ^= *byte1;
    
12.     *byte1 ^= *byte2;
    
13. }
    
14. 
    
15. inline void modbus_slave_write(const void* buf, uint32_t len)
    
16. {
    
17.     HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)buf, len, 1000);
    
18. }
    
19. 
    
20. /**
    
21. * 串口三数据接收处理
    
22. */
    
23. void MODBUS_RecvHandler(void)
    
24. {
    
25.     // 无数据收到
    
26.     if ((MODBUS_RX_STA & 0x8000) == 0)
    
27.         return;
    
28. 
    
29.     // 收到的数据有误
    
30.     if (MODBUS_RX_BUF[0] != SLAVE_ADDRESS)
    
31.         goto __exit;
    
32. 
    
33.     // 选择相应功能码
    
34.     switch (MODBUS_RX_BUF[1])
    
35.     {
    
36.     case CMD3:
    
37.     {
    
38.         int i      = 0;
    
39.         int nread  = 0;
    
40.         int offset = 0;
    
41.         int num    = 0;
    
42. 
    
43.         // CRC校验
    
44.         if (usMBCRC16(MODBUS_RX_BUF, 6) != *((uint16_t *)(MODBUS_RX_BUF + 6)))
    
45.             goto __exit;
    
46. 
    
47.         // 大端转小端
    
48.         swap(MODBUS_RX_BUF + 2, MODBUS_RX_BUF + 3);
    
49.         swap(MODBUS_RX_BUF + 4, MODBUS_RX_BUF + 5);
    
50. 
    
51.         // 得到保持寄存器偏移地址
    
52.         offset = *((uint16_t *)(MODBUS_RX_BUF + 2));
    
53. 
    
54.         // 偏移地址错误
    
55.         if (offset >= REG_HOLD_SIZE)        goto __exit;
    
56. 
    
57.         // 得到要读取的保持寄存器个数
    
58.         num = *((uint16_t *)(MODBUS_RX_BUF + 4));
    
59. 
    
60.         // 计算实际可读的保持寄存器个数
    
61.         nread = REG_HOLD_SIZE - offset >= num ? num : REG_HOLD_SIZE - offset;
    
62. 
    
63.         // 实际能够被读取的保持寄存器数量错误
    
64.         if (nread <= 0)        goto __exit;
    
65. 
    
66.         // 填充响应数据的字节长度
    
67.         MODBUS_RX_BUF[2] = nread * sizeof(uint16_t);
    
68. 
    
69.         // 填充保持寄存器的值
    
70.         for (i = 0; i != nread; i++)
    
71.         {
    
72.             *((uint16_t *)(MODBUS_RX_BUF + 3 + i * 2)) = swap_uint16(REG_HOLD[offset + i]);
    
73.         }
    
74. 
    
75.         // 计算CRC
    
76.         *((uint16_t *)(MODBUS_RX_BUF + 3 + nread * 2)) = usMBCRC16(MODBUS_RX_BUF, 3 + nread * 2);
    
77. 
    
78.         // 发送给主机
    
79.         modbus_slave_write(MODBUS_RX_BUF, 3 + nread * 2 + 2);
    
80. 
    
81.         // 等待3.5个字符的时间
    
82.         HAL_Delay(5);
    
83. 
    
84.         // 改变保持寄存器的值
    
85.         for (i = 0; i != REG_HOLD_SIZE; i++)
    
86.         {
    
87.             REG_HOLD<i>++;
    
88.         }
    
89. 
    
90.         // 退出
    
91.         goto __exit;
    
92.     }
    
93.     default:
    
94.         goto __exit;
    
95.     }
    
96. 
    
97. __exit:
    
98.     MODBUS_RX_STA = 0;                // 清空接收
    
99.     return;
    
100. }
     
101. </i>

复制代码

在主函数中轮训调用modbus的接收处理函数：



单片机串口3我设置为9600的波特率，无流控、无奇偶校验、8bit数据、1bit停止位，上位机打开modbus poll软件，串口设置与单片机相同，Steup->Read/Write Definition，然后从机地址为1，功能码为3，偏移地址0，读取10个保持寄存器的值：



然后收到单片机的modbus rtu的回复：



ends。。。