关于 Modbus 的具体协议这篇文章不涉及，下面讨论并实际一下在 ART-PI 中如何使用 Modbus 进行 RS232/RS485 通信。
RT-Thread 引入 libmodbus
在 RT-Thread 的 package 中有两个关于 modbus 协议的包。
我们使用其中的 libmodbus 进行接下来的学习和开发。 libmodbus 是 Modbus 协议栈，包括 RTU 和 TCP 功能，因目前我这里只具备 RTU 实验条件，所以我们只使用 RTU 功能，TCP 功能是类似的。
配置 Kconfig
引入前我们需要检查工程目录下的 KConfig 文件中的配置是否正确，例如我的配置如下：
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| mainmenu "RT-Thread Configuration"
config BSP_DIR
string
option env="BSP_ROOT"
default "."
config RTT_DIR
string
option env="RTT_ROOT"
default "rt-thread"
config PKGS_DIR
string
option env="PKGS_ROOT"
default "packages"
source "$RTT_DIR/Kconfig"
source "$PKGS_DIR/Kconfig"
source "$RTT_DIR/../../libraries/Kconfig"
config RT_STUDIO_BUILT_IN
bool
select ARCH_ARM_CORTEX_M7
select RT_USING_COMPONENTS_INIT
select RT_USING_USER_MAIN
default y
|
BSP_DIR : 是一个变量，指的是我们的板级支持包的目录路径是当前路径。
RTT_DIR : 指定的是 rt-thread 系统的包路径。
PAGS_DIR : 配置的是 packages 的路径。
如果这里的路径有所不对，则会在 Env 工具中执行 menuconfig 报错：
配置好这里的所有路径和跳转后的 Kconfig 路径后则会成功打开 menuconfig, 在里面配置打开 libmodbus 开关（这里建议打开示例代码选项）。
配置 HAL 库
配置完成后使用 scons --target=mdk5 进行构建，然后在 MDK5 中进行编译。
紧接着需要去使用 CubeMX 打开串口，操作过程参照文章 《RT-Thread 串口操作实践》
我们直接使用 menuconfig 进行配置吧，很简单 Hardware Drivers Config --> On-chip Peripheral --> Enable UART --> Enable UART1.
一切配置好后需要接一个 TTL 转 USB 模块和电脑连接进行模拟通信。
通信实例
作为服务机
RS232
这部分代码都不用写了，因为在示例代码中有。
因为目前我的板子上面是 TTL 电平，暂时无法进行 RS485 通信模拟，下面就以 RS232 为例，需要注释掉两行代码并修改通信模式为 RS232.
而且还需要注意串口名字为 /dev/uart1.
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| #include "modbus_rtu_test.h"
#include "modbus.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
//#define RS485_RE GET_PIN(G, 8)
static void test_thread(void *param)
{
uint16_t tab_reg[64] = {0};
modbus_t *ctx = RT_NULL;
ctx = modbus_new_rtu("/dev/uart1", 115200, 'N', 8, 1);
modbus_rtu_set_serial_mode(ctx, MODBUS_RTU_RS232);
//modbus_rtu_set_rts(ctx, RS485_RE, MODBUS_RTU_RTS_UP);
modbus_set_slave(ctx, 3);
modbus_connect(ctx);
modbus_set_response_timeout(ctx, 0, 1000000);
int num = 0;
while (1)
{
memset(tab_reg, 0, 64 * 2);
int regs = modbus_read_registers(ctx, 0, 20, tab_reg);
printf("-------------------------------------------\n");
printf("[%4d][read num = %d]", num, regs);
num++;
int i;
for (i = 0; i < 20; i++)
{
printf("<%#x>", tab_reg[i]);
}
printf("\n");
printf("-------------------------------------------\n");
rt_thread_mdelay(5000);
}
modbus_close(ctx);
modbus_free(ctx);
}
static int rtu_test_init(void)
{
//rt_pin_mode(RS485_RE, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("test",
test_thread, RT_NULL,
2048,
12, 10);
if (tid != RT_NULL)
rt_thread_startup(tid);
return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(rtu_test_init);
|
在 PC 上面虚拟一个客户机寄存器，并写入如下数据：
然后可从日志中看到读到的数据如下：
RS485
扩展板上面有一个 RS485 接口，如下图：
电路原理图如下：
查看电路原理图得知对应关系如下，配置到 board.h 中：
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| #ifdef BSP_USING_UART5
#define BSP_UART5_TX_PIN "PB13"
#define BSP_UART5_RX_PIN "PB12"
#endif
|
并在 rkconfig.h 中添加如下代码：
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| #define BSP_USING_UART5
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最后还需要在 CubeMX 中打开串口 UART5.
RS485_RE 引脚对应管脚 PI4
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| #define RS485_RE GET_PIN(I, 4)
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最后注意修改串口模式为 RS485 并打开 /dev/uart5 进行通信。
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| ctx = modbus_new_rtu("/dev/uart5", 115200, 'N', 8, 1);
modbus_rtu_set_serial_mode(ctx, MODBUS_RTU_RS485);
modbus_rtu_set_rts(ctx, RS485_RE, MODBUS_RTU_RTS_UP);
modbus_set_slave(ctx,
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| #include "modbus_rtu_test.h"
#include "modbus.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#define RS485_RE GET_PIN(I, 4)
static void test_thread(void *param)
{
uint16_t tab_reg[64] = {0};
modbus_t *ctx = RT_NULL;
ctx = modbus_new_rtu("/dev/uart5", 115200, 'N', 8, 1);
modbus_rtu_set_serial_mode(ctx, MODBUS_RTU_RS485);
modbus_rtu_set_rts(ctx, RS485_RE, MODBUS_RTU_RTS_UP);
modbus_set_slave(ctx, 1);
modbus_connect(ctx);
modbus_set_response_timeout(ctx, 0, 1000000);
int num = 0;
while (1)
{
memset(tab_reg, 0, 64 * 2);
int regs = modbus_read_input_registers(ctx, 0xb0, 2, tab_reg);
//int regs = modbus_read_registers(ctx, 0, 10, tab_reg);
printf("-------------------------------------------\n");
printf("[%4d][read num = %d]", num, regs);
num++;
int i;
for (i = 0; i < 2; i++)
{
printf("<%#x>", tab_reg[i]);
}
printf("\n");
printf("-------------------------------------------\n");
rt_thread_mdelay(5000);
}
//7-关闭modbus端口
modbus_close(ctx);
//8-释放modbus资源
modbus_free(ctx);
}
static int rtu_test_init(void)
{
rt_pin_mode(RS485_RE, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("test",
test_thread, RT_NULL,
2048,
12, 10);
if (tid != RT_NULL)
rt_thread_startup(tid);
return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(rtu_test_init);
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作为客户机
这里仅仅使用 RS232 算了，暂时没条件弄 RS485 总线，两者代码几乎一样，只是少许差别。
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| #include "modbus_rtu_test.h"
#include "modbus.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#define RS485_RE GET_PIN(I, 4)
static void test_thread(void *param)
{
/* 下面这些根据实际情况定义 */
//线圈
int UT_BITS_ADDRESS = 0;
int UT_BITS_NB = 1;
//离散量
int UT_INPUT_BITS_ADDRESS = 1;
int UT_INPUT_BITS_NB = 1;
//保持寄存器
int UT_REGISTERS_ADDRESS = 2;
int UT_REGISTERS_NB_MAX = 1;
//输入寄存器
int UT_INPUT_REGISTERS_ADDRESS = 3;
int UT_INPUT_REGISTERS_NB = 1;
int rc;
uint8_t *query;
int slave_id = 8;
int header_length;
modbus_mapping_t *mb_mapping;
modbus_t *ctx = RT_NULL;
ctx = modbus_new_rtu("/dev/uart1", 115200, 'N', 8, 1);
modbus_rtu_set_serial_mode(ctx, MODBUS_RTU_RS232);
//modbus_rtu_set_rts(ctx, RS485_RE, MODBUS_RTU_RTS_UP);
modbus_set_slave(ctx, slave_id);
header_length = modbus_get_header_length(ctx);
query = malloc(MODBUS_RTU_MAX_ADU_LENGTH);
//modbus_set_debug(ctx, TRUE);
mb_mapping = modbus_mapping_new_start_address(
UT_BITS_ADDRESS, UT_BITS_NB,
UT_INPUT_BITS_ADDRESS, UT_INPUT_BITS_NB,
UT_REGISTERS_ADDRESS, UT_REGISTERS_NB_MAX,
UT_INPUT_REGISTERS_ADDRESS, UT_INPUT_REGISTERS_NB);
if (mb_mapping == NULL)
{
modbus_free(ctx);
return;
}
modbus_connect(ctx);
mb_mapping->tab_bits[0] = 1; //给线圈一个默认值进行测试
int num = 0;
while (1)
{
do
{
rc = modbus_receive(ctx, query);
} while (rc == 0);
if (rc == -1)
continue;
rc = modbus_reply(ctx, query, rc, mb_mapping);
}
free(query);
modbus_close(ctx);
modbus_free(ctx);
}
static int rtu_test_init(void)
{
rt_pin_mode(RS485_RE, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("test",
test_thread, RT_NULL,
2048,
12, 10);
if (tid != RT_NULL)
rt_thread_startup(tid);
return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(rtu_test_init);
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