⑴ 51單片機C語言怎麼寫Modbus通信程序
Modbus通信程序就是串口,只是比串口復雜點而已
⑵ 單片機串口modbus協議通信程序,或者講一下詳細過程怎麼寫也行!謝謝了!
<p>這是我自己用單片機寫過的ModBus通信程序,你可以參照一下。其實比較簡單,就是按步驟一步步的來就行了。</p>
<p></p>
⑶ 51單片機MODBUS通訊,RTU中的CRC校驗
你找一個MODBUS的協議詳細資料好好看看,就是一種通訊約定,你按照它規定的格式通訊就可以了
協議發送給詢問方。 Modbus協議包括ASCII、RTU、TCP等,並沒有規定物理層。此協議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構,而不管它們是經過何種網路進行通信的。標準的Modicon控制器使用RS232C實現串列的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協議規定了消息、數據的結構、命令和就答的方式,數據通訊採用Maser/Slave方式,Master端發出數據請求消息,Slave端接收到正確消息後就可以發送數據到Master端以響應請求;Master端也可以直接發消息修改Slave端的數據,實現雙向讀寫。 Modbus協議需要對數據進行校驗,串列協議中除有奇偶校驗外,ASCII模式採用LRC校驗,RTU模式採用16位CRC校驗,但TCP模式沒有額外規定校驗,因為TCP協議是一個面向連接的可靠協議。另外,Modbus採用主從方式定時收發數據,在實際使用中如果某Slave站點斷開後(如故障或關機),Master端可以診斷出來,而當故障修復後,網路又可自動接通。因此,Modbus協議的可靠性較好。 下面我來簡單的給大家介紹一下,對於Modbus的ASCII、RTU和TCP協議來說,其中TCP和RTU協議非常類似,我們只要把RTU協議的兩個位元組的校驗碼去掉,然後在RTU協議的開始加上5個0和一個6並通過TCP/IP網路協議發送出去即可。所以在這里我僅介紹一下Modbus的ASCII和RTU協議。 下表是ASCII協議和RTU協議進行的比較: 協議 開始標記 結束標記 校驗 傳輸效率 程序處理
ASCII :(冒號) CR,LF LRC 低 直觀,簡單,易調試
RTU 無 無 CRC 高 不直觀,稍復雜
通過比較可以看到,ASCII協議和RTU協議相比擁有開始和結束標記,因此在進行程序處理時能更加方便,而且由於傳輸的都是可見的ASCII字元,所以進行調試時就更加的直觀,另外它的LRC校驗也比較容易。但是因為它傳輸的都是可見的ASCII字元,RTU傳輸的數據每一個位元組ASCII都要用兩個位元組來傳輸,比如RTU傳輸一個十六進制數0xF9,ASCII就需要傳輸』F』』9』的ASCII碼0x39和0x46兩個位元組,這樣它的傳輸的效率就比較低。所以一般來說,如果所需要傳輸的數據量較小可以考慮使用ASCII協議,如果所需傳輸的數據量比較大,最好能使用RTU協議。
下面對兩種協議的校驗進行一下介紹。
1、LRC校驗
LRC域是一個包含一個8位二進制值的位元組。LRC值由傳輸設備來計算並放到消息幀中,接收設備在接收消息的過程中計算LRC,並將它和接收到消息中LRC域中的值比較,如果兩值不等,說明有錯誤。
LRC校驗比較簡單,它在ASCII協議中使用,檢測了消息域中除開始的冒號及結束的回車換行號外的內容。它僅僅是把每一個需要傳輸的數據按位元組疊加後取反加1即可。下面是它的VC代碼:
BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//獲得校驗碼
{
BYTE byLrc = 0;
char pBuf[4];
int nData = 0;
for(i=1; i<end; i+=2) //i初始為1,避開「開始標記」冒號
{
//每兩個需要發送的ASCII碼轉化為一個十六進制數
pBuf [0] = pSendBuf [i];
pBuf [1] = pSendBuf [i+1];
pBuf [2] = '\0';
sscanf(pBuf,"%x",& nData);
byLrc += nData;
}
byLrc = ~ byLrc;
byLrc ++;
return byLrc;
}
2、CRC校驗
CRC域是兩個位元組,包含一16位的二進制值。它由傳輸設備計算後加入到消息中。接收設備重新計算收到消息的CRC,並與接收到的CRC域中的值比較,如果兩值不同,則有誤。
CRC是先調入一值是全「1」的16位寄存器,然後調用一過程將消息中連續的8位位元組各當前寄存器中的值進行處理。僅每個字元中的8Bit數據對CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校驗位均無效。
CRC產生過程中,每個8位字元都單獨和寄存器內容相或(OR),結果向最低有效位方向移動,最高有效位以0填充。LSB被提取出來檢測,如果LSB為1,寄存器單獨和預置的值或一下,如果LSB為0,則不進行。整個過程要重復8次。在最後一位(第8位)完成後,下一個8位位元組又單獨和寄存器的當前值相或。最終寄存器中的值,是消息中所有的位元組都執行之後的CRC值。
CRC添加到消息中時,低位元組先加入,然後高位元組。下面是它的VC代碼:
WORD GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//獲得校驗碼
{
WORD wCrc = WORD(0xFFFF);
for(int i=0; i<nEnd; i++)
{
wCrc ^= WORD(BYTE(pSendBuf[i]));
for(int j=0; j<8; j++)
{
if(wCrc & 1)
{
wCrc >>= 1;
wCrc ^= 0xA001;
}
else
{
wCrc >>= 1;
}
}
}
return wCrc;
}
對於一條RTU協議的命令可以簡單的通過以下的步驟轉化為ASCII協議的命令:
1、 把命令的CRC校驗去掉,並且計算出LRC校驗取代。
2、 把生成的命令串的每一個位元組轉化成對應的兩個位元組的ASCII碼,比如0x03轉化成0x30,0x33(0的ASCII碼和3的ASCII碼)。
3、 在命令的開頭加上起始標記「:」,它的ASCII碼為0x3A。
4、 在命令的尾部加上結束標記CR,LF(0xD,0xA),此處的CR,LF表示回車和換行的ASCII碼。
所以以下我們僅介紹RTU協議即可,對應的ASCII協議可以使用以上的步驟來生成。
下表是Modbus支持的功能碼:
功能碼 名稱 作用
01 讀取線圈狀態 取得一組邏輯線圈的當前狀態(ON/OFF)
02 讀取輸入狀態 取得一組開關輸入的當前狀態(ON/OFF)
03 讀取保持寄存器 在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值
04 讀取輸入寄存器 在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值
05 強置單線圈 強置一個邏輯線圈的通斷狀態
06 預置單寄存器 把具體二進值裝入一個保持寄存器
07 讀取異常狀態 取得8個內部線圈的通斷狀態,這8個線圈的地址由控制器決定
08 回送診斷校驗 把診斷校驗報文送從機,以對通信處理進行評鑒
09 編程(只用於484) 使主機模擬編程器作用,修改PC從機邏輯
10 控詢(只用於484) 可使主機與一台正在執行長程序任務從機通信,探詢該從機是否已完成其操作任務,僅在含有功能碼9的報文發送後,本功能碼才發送
11 讀取事件計數 可使主機發出單詢問,並隨即判定操作是否成功,尤其是該命令或其他應答產生通信錯誤時
12 讀取通信事件記錄 可是主機檢索每台從機的Modbus事務處理通信事件記錄。如果某項事務處理完成,記錄會給出有關錯誤
13 編程(184/384 484 584) 可使主機模擬編程器功能修改PC從機邏輯
14 探詢(184/384 484 584) 可使主機與正在執行任務的從機通信,定期控詢該從機是否已完成其程序操作,僅在含有功能13的報文發送後,本功能碼才得發送
15 強置多線圈 強置一串連續邏輯線圈的通斷
16 預置多寄存器 把具體的二進制值裝入一串連續的保持寄存器
17 報告從機標識 可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態
18 (884和MICRO 84) 可使主機模擬編程功能,修改PC狀態邏輯
19 重置通信鏈路 發生非可修改錯誤後,是從機復位於已知狀態,可重置順序位元組
20 讀取通用參數(584L) 顯示擴展存儲器文件中的數據信息
21 寫入通用參數(584L) 把通用參數寫入擴展存儲文件,或修改之
22~64 保留作擴展功能備用
65~72 保留以備用戶功能所用 留作用戶功能的擴展編碼
73~119 非法功能
120~127 保留 留作內部作用
128~255 保留 用於異常應答
在這些功能碼中較長使用的是1、2、3、4、5、6號功能碼,使用它們即可實現對下位機的數字量和模擬量的讀寫操作。
1、讀可讀寫數字量寄存器(線圈狀態):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號01] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [讀取的寄存器數高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][01][00][13][00][25][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址:在一個485匯流排上可以掛接多個設備,此處的設備地址表示想和哪一個設備通訊。例子中為想和17號(十進制的17是十六進制的11)通訊。
<2>命令號01:讀取數字量的命令號固定為01。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想讀取的開關量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為19。
<4>寄存器數高8位、低8位:表示從起始地址開始讀多少個開關量。例子中為37個開關量。
<5>CRC校驗:是從開頭一直校驗到此之前。在此協議的最後再作介紹。此處需要注意,CRC校驗在命令中的高低位元組的順序和其他的相反。
設備響應:[設備地址] [命令號01] [返回的位元組個數][數據1][數據2]...[數據n][CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][01][05][CD][6B][B2][0E][1B][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和命令號和上面的相同。
<2>返回的位元組個數:表示數據的位元組個數,也就是數據1,2...n中的n的值。
<3>數據1...n:由於每一個數據是一個8位的數,所以每一個數據表示8個開關量的值,每一位為0表示對應的開關斷開,為1表示閉合。比如例子中,表示20號(索引號為19)開關閉合,21號斷開,22閉合,23閉合,24斷開,25斷開,26閉合,27閉合...如果詢問的開關量不是8的整倍數,那麼最後一個位元組的高位部分無意義,置為0。
<4>CRC校驗同上。
2、讀只可讀數字量寄存器(輸入狀態):
和讀取線圈狀態類似,只是第二個位元組的命令號不再是1而是2。
3、寫數字量(線圈狀態):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號05] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的數據高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][05][00][AC][FF][00][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:寫數字量的命令號固定為05。
<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的開關的地址。
<4>下置的數據高8位,低8位:表明需要下置的開關量的狀態。例子中為把該開關閉合。注意,此處只可以是[FF][00]表示閉合[00][00]表示斷開,其他數值非法。
<5>注意此命令一條只能下置一個開關量的狀態。
設備響應:如果成功把計算機發送的命令原樣返回,否則不響應。
4、讀可讀寫模擬量寄存器(保持寄存器):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號03] [起始寄存器地址高8位] [低8位] [讀取的寄存器數高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][03][00][6B][00][03][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:讀模擬量的命令號固定為03。
<3>起始地址高8位、低8位:表示想讀取的模擬量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為107。
<4>寄存器數高8位、低8位:表示從起始地址開始讀多少個模擬量。例子中為3個模擬量。注意,在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個位元組。
設備響應:[設備地址] [命令號03] [返回的位元組個數][數據1][數據2]...[數據n][CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和命令號和上面的相同。
<2>返回的位元組個數:表示數據的位元組個數,也就是數據1,2...n中的n的值。例子中返回了3個模擬量的數據,因為一個模擬量需要2個位元組所以共6個位元組。
<3>數據1...n:其中[數據1][數據2]分別是第1個模擬量的高8位和低8位,[數據3][數據4]是第2個模擬量的高8位和低8位,以此類推。例子中返回的值分別是555,0,100。
<4>CRC校驗同上。
5、讀只可讀模擬量寄存器(輸入寄存器):
和讀取保存寄存器類似,只是第二個位元組的命令號不再是2而是4。
6、寫單個模擬量寄存器(保持寄存器):
計算機發送命令:[設備地址] [命令號06] [需下置的寄存器地址高8位] [低8位] [下置的數據高8位] [低8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位]
例:[11][06][00][01][00][03][CRC低][CRC高]
意義如下:
<1>設備地址和上面的相同。
<2>命令號:寫模擬量的命令號固定為06。
<3>需下置的寄存器地址高8位,低8位:表明了需要下置的模擬量寄存器的地址。
<4>下置的數據高8位,低8位:表明需要下置的模擬量數據。比如例子中就把1號寄存器的值設為3。
<5>注意此命令一條只能下置一個模擬量的狀態。
設備響應:如果成功把計算機發送的命令原樣返回,否則不響應。