stc32单片机modbus-rtu通讯源程序 -

#include "stc32g.h" //头文件见下载软件
#define MAIN_Fosc 11059200L //定义主时钟
/************* 功能说明 **************
请先别修改程序, 直接下载"08-串口 1 中断收发-C 语言-MODBUS 协议"里的"UART1.hex"测试, 主频选择 11.0592MHZ.
测试正常后再修改移植.
串口 1 按 MODBUS-RTU 协议通信. 本例为从机程序, 主机一般是电脑端.
本例程只支持多寄存器读和多寄存器写, 寄存器长度为 64 个, 别的命令用户可以根据需要按 MODBUS-RTU 协议自行添
加.
本例子数据使用大端模式(与 C51 一致), CRC16 使用小端模式(与 PC 一致).
默认参数:
串口 1 设置均为 1 位起始位, 8 位数据位, 1 位停止位, 无校验.
串口 1(P3.0 P3.1): 9600bps.
定时器 0 用于超时计时. 串口每收到一个字节都会重置超时计数, 当串口空闲超过 35bit 时间时(9600bps 对应 3.6ms)则接
收完成.
用户修改波特率时注意要修改这个超时时间.
本例程只是一个应用例子, 科普 MODBUS-RTU 协议并不在本例子职责范围, 用户可以上网搜索相关协议文本参考.
本例定义了 64 个寄存器, 访问地址为 0x1000~0x103f.
命令例子:
写入 4 个寄存器(8 个字节):
10 10 1000 0004 08 1234 5678 90AB CDEF 4930
返回:
10 10 10 00 00 04 4B C6
读出 4 个寄存器:
10 03 1000 0004 4388
返回:
10 03 08 12 34 56 78 90 AB CD EF 3D D5
命令错误返回信息(自定义):
0x90: 功能码错误. 收到了不支持的功能码.
0x91: 命令长度错误.
0x92: 写入或读出寄存器个数或字节数错误.
0x93: 寄存器地址错误.
注意: 收到广播地址 0x00 时要处理信息, 但不返回应答.
******************************************/
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long u32;
/************* 本地常量声明 **************/
#define RX1_Length 128 /* 接收缓冲长度 */
#define TX1_Length 128 /* 发送缓冲长度 */
//
//
//uint gnmbl=7;//1|?ü??±?á?
u16 FREQ; //
float temp;
//sbit OUTPUT1=P26; //PWM1
//sbit OUTPUT2=P27;
/************* 本地变量声明 **************/
u8 xdata RX1_Buffer[RX1_Length]; //接收缓冲
u8 xdata TX1_Buffer[TX1_Length]; //发送缓冲
u8 RX1_cnt; //接收字节计数.
u8 TX1_cnt; //发送字节计数
u8 TX1_number; //要发送的字节数
u8 RX1_TimeOut; //接收超时计时器
bit B_RX1_OK; // 接收数据标志
bit B_TX1_Busy; // 发送忙标志
/************* 本地函数声明 **************/
void UART1_config(u32 brt, u8 timer, u8 io); // brt: 通信波特率, timer=2: 波特率使用定时器 2, 其它值: 使用 Timer1做波特率. io=0: 串口 1 切换到 P3.0 P3.1, =1: 切换到 P3.6 P3.7, =2: 切换到 P1.6 P1.7, =3: 切换到 P4.3 P4.4.
u8 Timer0_Config(u8 t, u32 reload); //t=0: reload 值是主时钟周期数, t=1: reload 值是时间(单位 us), 返回 0 正确, 返回 1 装载值过大错误.
u16 MODBUS_CRC16(u8 *p, u8 n);
u8 MODBUS_RTU(void);
#define SL_ADDR 0x01 /* 本从机站号地址 */
#define REG_ADDRESS 0x0000 /* 寄存器首地址 */
#define REG_LENGTH 64 /* 寄存器长度 */
u16 xdata modbus_reg[REG_LENGTH]; /* 寄存器地址 */
//========================================================================
// 函数: void main(void)
// 描述: 主函数
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2018-4-2
// 备注:
//========================================================================
void main(void)
{
u8 i;
u16 crc;
EAXFR = 1; //使能访问 XFR
WTST = 0x00; //设置程序代码等待参数，
//赋值为 0 可将 CPU 执行程序的速度设置为最快
Timer0_Config(0, MAIN_Fosc / 10000); //t=0: reload 值是主时钟周期数, (中断频率, 20000 次/秒)
UART1_config(9600UL, 1, 0);// brt: 通信波特率, timer=2: 波特率使用定时器2, 其它值: 使用Timer1做波特率. io=0: 串口 1 切换到 P3.0 P3.1, =1: 切换到 P3.6 P3.7, =2: 切换到 P1.6 P1.7, =3: 切换到 P4.3 P4.4.
// init();
Timer3_Init();
calculate_F();
EA = 1;
while (1)
{
if(B_RX1_OK && !B_TX1_Busy) //收到数据, 进行 MODBUS-RTU 协议解析
{
if(MODBUS_CRC16(RX1_Buffer, RX1_cnt) == 0) //首先判断 CRC16 是否正确, 不正确则忽略, 不处理也不返回信息
{
if((RX1_Buffer[0] == 0x00) || (RX1_Buffer[0] == SL_ADDR)) //然后判断站号地址是否正确, 或者是否广播地址(不返回信息)
{
if(RX1_cnt > 2) RX1_cnt -= 2; //去掉 CRC16 校验字节
i = MODBUS_RTU(); //MODBUS-RTU 协议解析
if(i != 0) //错误处理
{
TX1_Buffer[0] = SL_ADDR; //站号地址
TX1_Buffer[1] = i; //错误代码
crc = MODBUS_CRC16(TX1_Buffer, 2);
TX1_Buffer[2] = (u8)(crc>>8); //CRC 是小端模式
TX1_Buffer[3] = (u8)crc;
B_TX1_Busy = 1; //标志发送忙
TX1_cnt = 0; //发送字节计数
TX1_number = 4; //要发送的字节数
TI = 1; //启动发送
}
}
}
RX1_cnt = 0;
B_RX1_OK = 0;
}
}
}
/****************************** MODBUS_CRC (shift) *************** past test 06-11-27 *********
计算 CRC，调用方式 MODBUS_CRC16(&CRC,8); &CRC 为首地址，8 为字节数
CRC-16 for MODBUS
CRC16=X16+X15+X2+1
TEST: ---> ABCDEFGHIJ CRC16=0x0BEE 1627T
*/
//========================================================================
// 函数: u16 MODBUS_CRC16(u8 *p, u8 n)
// 描述: 计算 CRC16 函数.
// 参数: *p: 要计算的数据指针.
// n: 要计算的字节数.
// 返回: CRC16 值.
// 版本: V1.0, 2022-3-18 梁工
//========================================================================
u16 MODBUS_CRC16(u8 *p, u8 n)
{
u8 i;
u16 crc16;
crc16 = 0xffff; //预置 16 位 CRC 寄存器为 0xffff（即全为 1）
do
{
crc16 ^= (u16)*p; //把 8 位数据与 16 位 CRC 寄存器的低位相异或，把结果放于 CRC 寄存器
for(i=0; i<8; i++) //8 位数据
{
if(crc16 & 1) crc16 = (crc16 >> 1) ^ 0xA001; //如果最低位为 0，把 CRC 寄存器的内容右移一位(朝低位)，用 0填补最高位，
//再异或多项式 0xA001
else crc16 >>= 1; //如果最低位为 0，把 CRC 寄存器的内容右移一位(朝低位)，用 0 填补最高位
}
p++;
}while(--n != 0);
return (crc16);
}
/********************* modbus 协议 *************************/
/***************************************************************************
写多寄存器
数据: 地址功能码寄存地址寄存器个数写入字节数写入数据 CRC16
偏移: 0 1 2 3 4 5 6 7~ 最后 2 字节
字节: 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte 1byte 2*n byte 2 byte
addr 0x10 xxxx xxxx xx xx....xx xxxx
返回
数据: 地址功能码寄存地址寄存器个数 CRC16
偏移: 0 1 2 3 4 5 6 7
STC32G 系列技术手册官方网站: STCMCUDATA
深圳国芯人工智能
字节: 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte 2 byte
addr 0x10 xxxx xxxx xxxx
读多寄存器
数据:站号(地址) 功能码寄存地址寄存器个数 CRC16
偏移: 0 1 2 3 4 5 6 7
字节: 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte 2 byte
addr 0x03 xxxx xxxx xxxx
返回
数据:站号(地址) 功能码读出字节数读出数据 CRC16
偏移: 0 1 2 3~ 最后 2 字节
字节: 1 byte 1 byte 1byte 2*n byte 2 byte
addr 0x03 xx xx....xx xxxx
返回错误代码
数据:站号(地址) 错误码 CRC16
偏移: 0 1 最后 2 字节
字节: 1 byte 1 byte 2 byte
addr 0x03 xxxx
***************************************************************************/
u8 MODBUS_RTU(void)
{
u8 i,j,k;
u16 reg_addr; //寄存器地址
u8 reg_len; //写入寄存器个数
u16 crc;
if(RX1_Buffer[1] == 0x06)//写多寄存器
{
if(RX1_cnt < 9) return 0x91; //命令长度错误
if((RX1_Buffer[4] != 0) || ((RX1_Buffer[5] *2) != RX1_Buffer[6])) return 0x92; //写入寄存器个数与字节数错误
if((RX1_Buffer[5]==0) || (RX1_Buffer[5] > REG_LENGTH)) return 0x92; //写入寄存器个数错误
reg_addr = ((u16)RX1_Buffer[2] << 8) + RX1_Buffer[3]; //寄存器地址
reg_len = RX1_Buffer[5]; //写入寄存器个数
if((reg_addr+(u16)RX1_Buffer[5]) > (REG_ADDRESS+REG_LENGTH)) return 0x93; //寄存器地址错误
if(reg_addr < REG_ADDRESS) return 0x93; //寄存器地址错误
if((reg_len*2+7) != RX1_cnt) return 0x91; //命令长度错误
j = reg_addr - REG_ADDRESS; //寄存器数据下标
for(k=7, i=0; i<reg_len; i++,j++)
{
modbus_reg[j] = ((u16)RX1_Buffer[k] << 8) + RX1_Buffer[k+1]; //写入数据, 大端模式
k += 2;
}
if(RX1_Buffer[0] != 0) //非广播地址则应答
{
for(i=0; i<6; i++) TX1_Buffer[i] = RX1_Buffer[i]; //要返回的应答
crc = MODBUS_CRC16(TX1_Buffer, 6);
TX1_Buffer[6] = (u8)(crc>>8); //CRC 是小端模式
TX1_Buffer[7] = (u8)crc;
B_TX1_Busy = 1; //标志发送忙
TX1_cnt = 0; //发送字节计数
TX1_number = 8; //要发送的字节数
TI = 1; //启动发送
}
}
else if(RX1_Buffer[1] == 0x03) //读多寄存器
{
if(RX1_Buffer[0] != 0) //非广播地址则应答
{
if(RX1_cnt != 6) return 0x91; //命令长度错误
if(RX1_Buffer[4] != 0) return 0x92; //读出寄存器个数错误
if((RX1_Buffer[5]==0) || (RX1_Buffer[5] > REG_LENGTH)) return 0x92; //读出寄存器个数错误
reg_addr = ((u16)RX1_Buffer[2] << 8) + RX1_Buffer[3]; //寄存器地址
reg_len = RX1_Buffer[5]; //读出寄存器个数
if((reg_addr+(u16)RX1_Buffer[5]) > (REG_ADDRESS+REG_LENGTH)) return 0x93; //寄存器地址错误
if(reg_addr < REG_ADDRESS) return 0x93; //寄存器地址错误
j = reg_addr - REG_ADDRESS; //寄存器数据下标
TX1_Buffer[0] = SL_ADDR; //站号地址
TX1_Buffer[1] = 0x03; //读功能码
TX1_Buffer[2] = reg_len*2; //返回字节数
for(k=3, i=0; i<reg_len; i++,j++)
{
TX1_Buffer[k++] = (u8)(modbus_reg[j] >> 8);//数据为大端模式
TX1_Buffer[k++] = (u8)modbus_reg[j];
}
crc = MODBUS_CRC16(TX1_Buffer, k);
TX1_Buffer[k++] = (u8)(crc>>8); //CRC 是小端模式
TX1_Buffer[k++] = (u8)crc;
B_TX1_Busy = 1; //标志发送忙
TX1_cnt = 0; //发送字节计数
TX1_number = k; //要发送的字节数
TI = 1; //启动发送
}
}
else return 0x90; //功能码错误
return 0; //解析正确
}
//========================================================================
// 函数:u8 Timer0_Config(u8 t, u32 reload)
// 描述: timer0 初始化函数.
// 参数: t: 重装值类型, 0 表示重装的是系统时钟数, 其余值表示重装的是时间(us).
// reload: 重装值.
// 返回: 0: 初始化正确, 1: 重装值过大, 初始化错误.
// 版本: V1.0, 2018-3-5
//========================================================================
u8 Timer0_Config(u8 t, u32 reload) //t=0: reload 值是主时钟周期数, t=1: reload 值是时间(单位 us)
{
TR0 = 0; //停止计数
if(t != 0) reload = (u32)(((float)MAIN_Fosc * (float)reload)/1000000UL); //重装的是时间(us), 计算所需要的系统时钟数.
if(reload >= (65536UL * 12)) return 1; //值过大, 返回错误
if(reload < 65536UL) AUXR |= 0x80; //1T mode
else
{
AUXR &= ~0x80; //12T mode
reload = reload / 12;
}
reload = 65536UL - reload;
TH0 = (u8)(reload >> 8);
TL0 = (u8)(reload);
ET0 = 1; //允许中断
TMOD &= 0xf0;
TMOD |= 0; //工作模式, 0: 16 位自动重装, 1: 16 位定时/计数, 2: 8 位自动重装, 3: 16 位自动重装, 不可屏蔽中断
TR0 = 1; //开始运行
return 0;
}
//========================================================================
// 函数: void timer0_ISR (void) interrupt TIMER0_VECTOR
// 描述: timer0 中断函数.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2016-5-12
//========================================================================
void timer0_ISR (void) interrupt 1
{
if(RX1_TimeOut != 0)
{
if(--RX1_TimeOut == 0) //超时
{
if(RX1_cnt != 0) //接收有数据
{
B_RX1_OK = 1; //标志已收到数据块
}
}
}
}
//========================================================================
// 函数: SetTimer2Baudraye(u16 dat)
// 描述: 设置 Timer2 做波特率发生器。
// 参数: dat: Timer2 的重装值.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2018-4-2
// 备注:
//========================================================================
void SetTimer2Baudraye(u16 dat) // 选择波特率, 2: 使用 Timer2 做波特率, 其它值: 使用 Timer1 做波特率.
{
AUXR &= ~(1<<4); //Timer stop
AUXR &= ~(1<<3); //Timer2 set As Timer
AUXR |= (1<<2); //Timer2 set as 1T mode
T2H = (u8)(dat >> 8);
T2L = (u8)dat;
IE2 &= ~(1<<2); //禁止中断
AUXR |= (1<<4); //Timer run enable
}
//========================================================================
// 函数: void UART1_config(u32 brt, u8 timer, u8 io)
// 描述: UART1 初始化函数。
// 参数: brt: 通信波特率.
// timer: 波特率使用的定时器, timer=2: 波特率使用定时器 2, 其它值: 使用 Timer1 做波特率.
// io: 串口 1 切换到的 IO, io=0: 串口 1 切换到 P3.0 P3.1, =1: 切换到 P3.6 P3.7, =2: 切换到 P1.6 P1.7, =3: 切换到 P4.3 P4.4.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2018-4-2
// 备注:
//========================================================================
void UART1_config(u32 brt, u8 timer, u8 io) // brt: 通信波特率, timer=2: 波特率使用定时器 2, 其它值: 使用 Timer1做波特率. io=0: 串口 1 切换到 P3.0 P3.1, =1: 切换到 P3.6 P3.7, =2: 切换到 P1.6 P1.7, =3: 切换到 P4.3 P4.4.
{
brt = 65536UL - (MAIN_Fosc / 4) / brt;
if(timer == 2) //波特率使用定时器 2
{
AUXR |= 0x01; //S1 BRT Use Timer2;
SetTimer2Baudraye((u16)brt);
}
else //波特率使用定时器 1
{
TR1 = 0;
AUXR &= ~0x01; //S1 BRT Use Timer1;
AUXR |= (1<<6); //Timer1 set as 1T mode
TMOD &= ~(1<<6); //Timer1 set As Timer
TMOD &= ~0x30; //Timer1_16bitAutoReload;
TH1 = (u8)(brt >> 8);
TL1 = (u8)brt;
ET1 = 0; // 禁止 Timer1 中断
TR1 = 1; // 运行 Timer1
}
P_SW1 &= ~0xc0; //默认切换到 P3.0 P3.1
if(io == 1)
{
P_SW1 |= 0x40; //切换到 P3.6 P3.7
P3M1 &= ~0xc0;
P3M0 &= ~0xc0;
}
else if(io == 2)
{
P_SW1 |= 0x80; //切换到 P1.6 P1.7
P1M1 &= ~0xc0;
P1M0 &= ~0xc0;
}
else if(io == 3)
{
P_SW1 |= 0xc0; //切换到 P4.3 P4.4
P4M1 &= ~0x18;
P4M0 &= ~0x18;
}
else
{
P3M1 &= ~0x03;
P3M0 &= ~0x03;
}
SCON = (SCON & 0x3f) | (1<<6); // 8 位数据, 1 位起始位, 1 位停止位, 无校验
// PS = 1; //高优先级中断
ES = 1; //允许中断
REN = 1; //允许接收
}
//========================================================================
// 函数: void UART1_ISR (void) interrupt UART1_VECTOR
// 描述: 串口 1 中断函数
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2018-4-2
// 备注:
//========================================================================
void UART1_ISR (void) interrupt 4
{
if(RI)
{
RI = 0;
if(!B_RX1_OK) //接收缓冲空闲
{
if(RX1_cnt >= RX1_Length) RX1_cnt = 0;
RX1_Buffer[RX1_cnt++] = SBUF;
RX1_TimeOut = 36; //接收超时计时器, 35 个位时间
}
}
if(TI)
{
TI = 0;
if(TX1_number != 0) //有数据要发
{
SBUF = TX1_Buffer[TX1_cnt++];
TX1_number--;
}
else B_TX1_Busy = 0;
}
}

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