FreeModbus在STM32上移植

2019-07-20 01:21发布

本帖最后由八度空间于 2016-3-8 08:18 编辑

前段时间了解了一下Modbus协议，移植了一次，不成功http://www.openedv.com/thread-67471-1-1.html，不过找到方法之后，再次完善
在官网上面下载源码，度娘上面有些被人家修改过的，喜欢原汁原味的朋友去官网上下载，本贴附件也附上源码

开发平台：原子哥探索者开发板V2.2
编译环境：MDK5.17
STM32官方库函数：V1.5.1
FreeModbu版本：V1.5.0

一、解压源码后，看到文件目录结构

文件夹demo就是官方针对不同平台移植的测试代码
文件夹doc是一些说明性文档
文件夹modbus就是功能实现的源码所在了
文件夹tools是上位机软件

二、建立工程
2.1、新建一个工程（这个就随意了），建立文件夹FreeModbus，将上面提到的modbus文件夹整个拷贝到工程的FreeModbus文件夹中

2.2、进入demo文件夹，看到有各个平台的测试代码文件夹，没看到STM32的，但是看到BARE这个不带任何平台的代码文件，将里边的port文件夹拷贝到FreeModbus文件夹中

2.3、打开MDK（用IAR也行，随意了），建立工程。。。（省略1万字）

三、添加代码
3.1、打开portserial.c文件，这个是移植串口的，不管是ASCII模式还是RTU模式都需要串口支持的，void vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )函数，使能或失能串口的，移植代码如下
[mw_shl_code=applescript,true]void
vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
{
/* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
   * transmitter empty interrupts.
   */

      if (xRxEnable)  //接收使能
      {
            USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);  //使能接收中断
            GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_8);  //接收
      }
      else  //失能
      {
            USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, DISABLE);  //失能接收中断
            GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_8);  //恢复发送
      }

      if (xTxEnable)  //发送使能
      {
            USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TC, ENABLE);  //使能
            GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_8);  //发送
      }
      else  //失能
      {
            USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TC, DISABLE);  //失能
            GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_8);  //设置接收
      }
}[/mw_shl_code]
3.1.1、串口初始化函数BOOL xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )，使用的是串口2进行通讯
[mw_shl_code=applescript,true]BOOL
xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
{
// return FALSE;

      GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
      USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
      NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure;

      (void)ucPORT;  //不修改串口号
      (void)ucDataBits;  //不修改数据位长度
      (void)eParity;  //不修改检验格式

      RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

      //
      //管脚复用
      //
      GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_USART2);
      GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_USART2);

      //
      //发送管脚 PA.02
      //接收管脚 PA.03
      //
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
      GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

      //
      //485芯片发送接收控制管脚
      //
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_OUT;
      GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_UP;
      GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

      //
      //配置串口参数
      //
      USART_InitStructure.USART_BaudRate          = ulBaudRate;  //只修改波特率
      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_Parity             = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
      USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
      //
      //使能串口
      //
      USART_Cmd(USART2, ENABLE);

      //
      //配置中断优先级
      //
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                = USART2_IRQn;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority       = 1;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd             = ENABLE;
      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

      return TRUE;
}[/mw_shl_code]
3.1.2、发送一个字节函数BOOL xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
[mw_shl_code=applescript,true]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);  //发送一个字节

      return TRUE;
}[/mw_shl_code]
3.1.3、接收一个字节函数BOOL xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
[mw_shl_code=applescript,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);  //接收一个字节

      return TRUE;
}[/mw_shl_code]
3.1.4、串口中断服务函数void USART2_IRQHandler(void)
[mw_shl_code=applescript,true]/**
  *****************************************************************************
  * @Name : 串口2中断服务函数
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : none
  *
  * @Output : none
  *
  * @Return : none
  *****************************************************************************
**/
void USART2_IRQHandler(void)
{
      if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET)  //接收中断
      {
            prvvUARTRxISR();
            USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
      }

      if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_TC) == SET)  //发送中断
      {
            prvvUARTTxReadyISR();
            USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_TC);
      }
}[/mw_shl_code]
3.2、打开porttimer.c文件，RTU模式需要定时器支持，定时器初始化函数BOOL xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
[mw_shl_code=applescript,true]BOOL
xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
{
// return FALSE;

      TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
      NVIC_InitTypeDef       NVIC_InitStructure;

      uint16_t PrescalerValue = 0;

      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

      //
      //HCLK为72MHz
      //时基频率72 / （1 + Prescaler) = 20KHz
      //
      PrescalerValue = (uint16_t)((SystemCoreClock / 20000) - 1);
      //
      //初始化定时器参数
      //
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (uint16_t)usTim1Timerout50us;
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue;
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
      TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
      //
      //使能预装
      //
      TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);

      //
      //初始化中断优先级
      //
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                = TIM2_IRQn;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority       = 2;
      NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd             = ENABLE;
      NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

      TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
      TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);
      TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

      return TRUE;
}[/mw_shl_code]
3.2.1、定时器使能函数void vMBPortTimersEnable(  )
[mw_shl_code=applescript,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, 0x00000000);
      TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}[/mw_shl_code]
3.2.2、定时器失能函数void vMBPortTimersDisable(  )
[mw_shl_code=applescript,true]void
vMBPortTimersDisable(  )
{
/* Disable any pending timers. */

      TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
      TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);
      TIM_SetCounter(TIM2, 0x00000000);
      TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
}[/mw_shl_code]
3.2.3、定时器中断服务函数void TIM2_IRQHandler(void)
[mw_shl_code=applescript,true]/**
  *****************************************************************************
  * @Name : 定时器4中断服务函数
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : none
  *
  * @Output : none
  *
  * @Return : none
  *****************************************************************************
**/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
      if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
      {
            TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
            prvvTIMERExpiredISR();
      }
}[/mw_shl_code]
四、打开port.c文件，这个文件我是从别的工程拷贝过来的
4.1、补充完成以下两个函数，这两个函数跟中断有关，开或者关
[mw_shl_code=applescript,true]void
EnterCriticalSection(  )
{
      __ASM volatile("cpsid i");
}

void
ExitCriticalSection(  )
{
__ASM volatile("cpsie i");
}[/mw_shl_code]
4.2、定义相关寄存器地址什么的，详细看工程文件
4.3、分别完善一下函数
4.3.1、操作输入寄存器eMBErrorCode eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
4.3.2、操作保持寄存器eMBErrorCode eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
4.3.3、操作线圈eMBErrorCode eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils, eMBRegisterMode eMode )
4.3.4、操作离散寄存器eMBErrorCode eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
4.4、打开port.h文件，完善两个宏定义
4.4.1、#define ENTER_CRITICAL_SECTION( )也可以空着
4.4.2、#define EXIT_CRITICAL_SECTION( )
五、编写main函数
[mw_shl_code=applescript,true]/**
  *****************************************************************************
  * @Name : 主函数
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : none
  *
  * @Output : none
  *
  * @Return : none
  *****************************************************************************
**/
int main( void )
{
      u8 i = 0;

      //
      //初始化硬件
      //
      NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
      delay_init();
      uart_init(38400);
      LED_Init();

      usmart_dev.init(72);

      LCDTFT_Init();

eMBInit(MB_RTU, 0x0A, 1, 38400, MB_PAR_NONE);  //初始化FreeModbus

eMBEnable();  //启动FreeModbus

      LCD_ShowString(30, 50, 480, 24, 24, "FreeModbus Test.");

      while (1)
{
      (void)eMBPoll();  //查询数据帧

      usRegInputBuf[0]++;  //测试读取输入寄存器用

            if (usRegInputBuf[0] > 250)  //防止超标
            {
                     usRegInputBuf[0] = 0;
            }

            delay_ms(10);
            i++;
            if (i >= 50)
            {
                     i = 0;
                     LED0 = !LED0;
            }
}
}[/mw_shl_code]
为了测试我将输入寄存器在while循环中加1
六、编译，问题来了，提示错误

FreeModbus作者使用了assert这货，各种百度，说什么乱七八糟的，没解决什么问题，最后还是自己解决了http://www.openedv.com/thread-67471-1-1.html
在main函数最后增加代码
[mw_shl_code=applescript,true]#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *       where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
   ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d ", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#else
void __aeabi_assert(const char * x1, const char * x2, int x3)
{
}
#endif[/mw_shl_code]
再次编译，发现没错误了，下载到板子上面运行，用串口助手（Modbus调试精灵也行）发送命令0A 04 00 01 00 01 61 71读取输入寄存器，发现没返回数据，各种仿真之后，发现串口中断的问题，前面初始化使用了TC，发送完成中断，打开手册看到了TXE这个，修改编译下载，再次发送命令，这回有返回了，不过数据不对，返回0
在eMBErrorCode eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )函数中将usAddress变量显示到液晶上面一看，不对，比发送的地址多了1，跳转到函数eMBFuncReadInputRegister( UCHAR * pucFrame, USHORT * usLen )一看，解释之后来了一句usRegAddress++;，赶紧注释掉，再来，这回对了
接着测试其他的，也发现了最后操作的地址比发送过去的地址多了1，又打开相关的函数文件，都是在地址解释之后有usRegAddress++;这句存在，赶紧注释掉，再来，这回正确了
七、回到刚才的串口发送中断标志TC和TXE的问题上来，对照手册一看