在STM32上移植FreeModbus RTU的一点经验总结

2019-07-20 23:36发布

这几天因为工作需要，移植了modbus RTU到STM32来，之前也听说过modbus，但是没有深入了解过，还以为会像usb 那样复杂的，经过这几天的折腾，发现真的太简单了。为了防止过段时间又忘记了怎么移植，在这里把移植过程记录下来，也为了方便初次接触modbus的人。
废话少说，首先去下载源码，我下载的是freemodbus-v1.5.0，解压后如图所示：

在demo文件夹中有很多移植好的例子，但是没有STM32的，不要紧，我们参考已有的例子来操作就可以了。在demo文件夹下新建一个文件夹，命名为STM32，将BARE文件夹里的文件全部复制过来。
然后，我们建立一个STM32的工程，我用的是mdk4.72，关于怎么建立工程我就不啰嗦了，在工程里添加modbus 和 port两个文件夹，并在文件夹里添加需要的文件，这些modbus的是在modbus文件夹下面，port的是在刚才新建的那个stm32文件夹下，port.c是我从别的地方弄过来的，里面就是一个开中断和一个关中断的函数，可以不要，我的工程如图：

乍一看，也有十几个文件，其实这些文件内容不多，很好理解，而且需要修改的只有port文件夹下的portserial.c 和 porttimer.c 。这两个文件里面有几个空函数，我们看名字就知道这些函数的作用了。
portserial.c 如下：
[mw_shl_code=c,true]#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. */ } BOOL xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity ) { return FALSE; } 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. */ 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. */ 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( ); }[/mw_shl_code] 根据注释，可以知道vMBPortSerialEnable是串口发送和接收中断的控制的，包括发送中断和接收中断，在这里，我们用的是RXNE 和 TXE中断，代码如下：
[mw_shl_code=c,true]void vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable ) { if(TRUE==xRxEnable) { USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); } else { USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE); } if(TRUE==xTxEnable) { USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE); } else { USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, DISABLE); } }[/mw_shl_code] 而 xMBPortSerialInit 函数显然是串口初始化的了，因为我在usart.c已经有一个串口初始化函数，这里直接调用该初始化函数usart_init(ulBaudRate);同时将return FALSE 改成 return TRUE; 注意这里我们只用了波特率这个参数，其他参数直接忽略，你也可以根据自己需要改一下。
然后 xMBPortSerialPutByte 和 xMBPortSerialGetByte 分别是发送和接收一个字节数据的函数，这里我直接调用库函数；
[mw_shl_code=c,true]BOOL xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte ) { USART_SendData(USART1, ucByte); while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET)/*????·????ê??*/ { } return TRUE; } BOOL xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte ) { *pucByte = USART_ReceiveData(USART1); return TRUE; }[/mw_shl_code] 最后还有两个中断处理函数，把前面的static 去掉，因为我不想把我的串口中断函数放到这个文件。然后我们在stm32f10x_it.c添加串口中断函数，如下：
[mw_shl_code=c,true]void USART1_IRQHandler(void) { if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) { prvvUARTRxISR(); USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); } if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_TXE) == SET) { prvvUARTTxReadyISR(); // USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_TXE); } }[/mw_shl_code] 至此，portserial.c处理完毕。
porttimer.c的移植和portserial.c十分相似，但是要特别注意定时器中断的时间长度应该是3.5个字符时间，我这里只是简单粗暴的按照波特率是9600时候计算的。文件很短，直接上代码
[mw_shl_code=c,true]BOOL xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us ) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); TIM_DeInit(TIM2); #if 0 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0x7E54; //CLK==24MHz ((1000000000/9600)*11*3.5)/(1000/24) == 0x7e54 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x3; #endif // ?????????¤·?????????7200/72M = 0.0001,????100us????????1 //10us x 50 = 5ms,??5ms???????? TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (7200 - 1); TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); // TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); return TRUE; } void vMBPortTimersEnable( ) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); TIM_SetCounter(TIM2, 0); //TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); } void vMBPortTimersDisable( ) { TIM_SetCounter(TIM2, 0); //TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE); } void TIMERExpiredISR( void ) { (void)pxMBPortCBTimerExpired(); }[/mw_shl_code] 同样，在stm32f10x_it.c添加定时器中断处理函数，
[mw_shl_code=c,true]void TIM2_IRQHandler(void) { TIMERExpiredISR(); TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); }[/mw_shl_code]
然后，我们还需要自己写四个回调函数，分别是读输入寄存器函数、读写保持寄存器函数、读写线圈函数和读离散寄存器函数，一般只用读写保持寄存器函数即可，具体怎么实现可以参考demo文件夹里面众多的demo.c文件。

附近是我的代码，屡试不爽，大家可以参考一下