北京市朝阳区住房建设网站,迁安做网站中的cms润强,医院网站建设策划案模板,容桂网站建设原创文章目录一、基础知识点二、开发环境三、STM32CubeMX相关配置1、STM32CubeMX基本配置2、STM32CubeMX RS485 相关配置四、Vscode代码讲解五、结果演示以及报文解析一、基础知识点
了解 RS485 Modbus协议技术 。本实验是基于STM32F103开发 实现 通过RS-485实现modbus协议。
准备…
文章目录一、基础知识点二、开发环境三、STM32CubeMX相关配置1、STM32CubeMX基本配置2、STM32CubeMX RS485 相关配置四、Vscode代码讲解五、结果演示以及报文解析一、基础知识点
了解 RS485 Modbus协议技术 。本实验是基于STM32F103开发 实现 通过RS-485实现modbus协议。
准备好了吗开始我的show time。 二、开发环境
1、硬件开发准备 主控STM32F103ZET6 RS485收发器SP3485P
2、软件开发准备 软件开发使用虚拟机 VScode STM32Cube 开发STM32在虚拟机中直接完成编译下载。 该部分可参考软件开发环境构建 三、STM32CubeMX相关配置
1、STM32CubeMX基本配置
本实验基于CubeMX详解构建基本框架 进行开发。
2、STM32CubeMX RS485 相关配置
(1)发送接收控制脚配置GPIO配置 gpio输出电平 低控制引脚默认低电平芯片处于读状态 gpio模式 推挽输出 gpio上下拉设置 不上下拉 gpio输出速度 低速 gpio命名 RS485_DE_nRE 与硬件标识一致便于代码编写
2串口UART3配置
根据硬件引脚连接RS485芯片连接UART3通信 基本配置 实验波特率采用9600、数据位8bit、无奇偶校验、停止位1bit 数据方向 接收发送 DMA配置 Add添加发送和接收的DMADMA参数保持默认状态
3中断配置 实验中接收数据采用空闲触发发送数据采用DMA发送触发后发送完成中断 UART3总中断USART3 global interrupt必须打开为了发送完成中断实现 UART_RX (DMA1 channel3 global interrupt) DMA接收中断不打开取消对钩这里对钩无法改变后续解决 UART_TX (DMA1 channel2 global interrupt) DMA发送中断打开。 进行NVIC中断等级配置0等级最高 上述讲到无法取消DMA接收中断原因是选中了强制DMA中断右上角蓝色框取消对钩就ok 四、Vscode代码讲解
1、初始化相关中断
#ifdef STM32_F407_RS485_Modbusprintf(----DWB 此程序通过RS-485实现modbus协议----\r\n);__HAL_UART_ENABLE_IT(huart3, UART_IT_IDLE); // 使能串口3空闲中断HAL_UART_Receive_DMA(huart3, UART3.pucRec_Buffer, UART3_Rec_LENGTH);
#endif2、RS485 结构体 以及函数实现
typedef struct
{uint8_t* pucSend_Buffer; //发送缓存指针 uint8_t* pucRec_Buffer; //接收缓存指针 void (*SendArray)(uint8_t*, uint16_t); //串口发送数组void (*SendString)(uint8_t*); //串口发送字符串void (*RS485_Set_SendMode)(void); //RS-485接口设置为发送模式void (*RS485_Set_RecMode)(void); //RS-485接口设置为接收模式/* data */
} UART_t;// 串口发数组
static void SendArray(uint8_t* p_Arr,uint16_t LEN)
{UART3.RS485_Set_SendMode(); HAL_UART_Transmit_DMA(huart3,p_Arr,LEN);
}// RS485接口设置发送模式
static void RS485_Set_SendMode()
{HAL_GPIO_WritePin(RS485_DE_nRE_GPIO_Port, RS485_DE_nRE_Pin,,GPIO_PIN_SET);
}// RS485接口设置接收模式
static void RS485_Set_RecMode()
{HAL_GPIO_WritePin(RS485_DE_nRE_GPIO_Port, RS485_DE_nRE_Pin,,GPIO_PIN_RESET);
}3、RS485 Modbus发送 重构接收回调函数整个DMA发送过程后面有讲解
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{/* Prevent unused argument(s) compilation warning */if(huart-Instance huart3.Instance){UART3.RS485_Set_RecMode();}
}4、RS485 Modbus接收 接收使用空闲中断 在串口总中断中添加空闲中断检测。
void USART3_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 0 */if(__HAL_UART_GET_FLAG(huart3, UART_FLAG_IDLE)) // 判断空闲中断标志位{__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(huart3); // 1、清除中断标志位HAL_UART_IdleCallback(huart3); // 2、空闲中断回调函数}/* USER CODE END USART3_IRQn 0 */HAL_UART_IRQHandler(huart3);/* USER CODE BEGIN USART3_IRQn 1 *//* USER CODE END USART3_IRQn 1 */
}在 Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc/stm32f1xx_hal_uart.h 文件中回调函数并没有串口空闲中断回调函数 重构空闲中断回调函数
void HAL_UART_IdleCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart-Instance huart3.Instance){Modbus.Protocol_Analysis(UART3); // 接收数据解析HAL_UART_Receive_DMA(huart3, UART3.pucRec_Buffer, UART3_Rec_LENGTH); // 重新开启接收DMA在数据解析中会暂时关闭接收DMA}
}5、Modbus 收发数据详解
1Modbus结构体
typedef struct
{uint16_t addr;void (*Protocol_Analysis)(UART_t*); } Modbus_t;2Modbus接收数据整体框架
#define UART_Order_Index 8
#define FunctionCode_Read_Register 0x03
#define FunctionCode_Write_Register 0x06
#define UART3_Send_LENGTH 20
#define UART3_Rec_LENGTH 20static void Protocol_Analysis(UART_t* UART)
{UART_t* const COM_UART UART;uint8_t i 0, Index 0;// 1、关闭接收HAL_UART_AbortReceive(huart3);// 2、整理接收数据for(i0; iUART3_Rec_LENGTH; i){if(Index 0){if(*(COM_UART-pucRec_Bufferi) ! Modbus.addr)continue;}*(COM_UART-pucRec_Buffer Index) *(COM_UART-pucRec_Buffer i);// 取7字节if(Index UART_Order_Index) break; Index;}// 4、校验码CRC_16.CRC_Value CRC_16.CRC_Check(COM_UART-pucRec_Buffer, 6);CRC_16.CRC_H (u_int8_t)(CRC_16.CRC_Value 8);CRC_16.CRC_L (u_int8_t)CRC_16.CRC_Value;if(((*(COM_UART-pucRec_Buffer6) CRC_16.CRC_L) (*(COM_UART-pucRec_Buffer7) CRC_16.CRC_H))||((*(COM_UART-pucRec_Buffer6) CRC_16.CRC_H) (*(COM_UART-pucRec_Buffer7) CRC_16.CRC_L))){//校验地址if((*(COM_UART-pucRec_Buffer0)) Modbus.addr){// 5、数据处理if((*(COM_UART-pucRec_Buffer1)) FunctionCode_Read_Register){Modbus_Read_Register(COM_UART);}else if((*(COM_UART-pucRec_Buffer1)) FunctionCode_Write_Register){Modbus_Wrtie_Register(COM_UART);} }}//清缓存for(i0;iUART3_Rec_LENGTH;i){*(COM_UART-pucRec_Bufferi) 0x00;}
}Modbus_Read_Register函数数据解析协议数据地址码功能码数据长度(字节)发送数据CRC连续读取从设备寄存器值返回给主设备。
static void Modbus_Read_Register(UART_t* UART)
{UART_t* const COM_UART UART;//校验地址if((*(COM_UART-pucRec_Buffer2) 0x9C) (*(COM_UART-pucRec_Buffer3) 0x41)){回应数据//地址码*(COM_UART-pucSend_Buffer0) Modbus.addr;//功能码*(COM_UART-pucSend_Buffer1) FunctionCode_Read_Register;//数据长度(字节)*(COM_UART-pucSend_Buffer2) 2;//发送数据// deep status*(COM_UART-pucSend_Buffer3) 0;*(COM_UART-pucSend_Buffer4) Deep.Read_Deep();*(COM_UART-pucSend_Buffer5) 0;*(COM_UART-pucSend_Buffer6) 0x66;//插入CRCCRC_16.CRC_Value CRC_16.CRC_Check(COM_UART-pucSend_Buffer,7); //计算CRC值CRC_16.CRC_H (uint8_t)(CRC_16.CRC_Value 8);CRC_16.CRC_L (uint8_t)CRC_16.CRC_Value;*(COM_UART-pucSend_Buffer7) CRC_16.CRC_L;*(COM_UART-pucSend_Buffer8) CRC_16.CRC_H;//发送数据UART3.SendArray(COM_UART-pucSend_Buffer,9);}
}
Modbus_Wrtie_Register函数数据解析。从主设备获取控制从设备外设的数值解析后控制外设。
static void Modbus_Wrtie_Register(UART_t* UART)
{UART_t* const COM_UART UART;uint8_t i0;//回应数据for(i0;i8;i){*(COM_UART-pucSend_Bufferi) *(COM_UART-pucRec_Bufferi);}//发送数据UART3.SendArray(COM_UART-pucSend_Buffer,8);//解析数据控制外设if((*(COM_UART-pucRec_Buffer2) 0x9C) (*(COM_UART-pucRec_Buffer3) 0x42)){if(*(COM_UART-pucRec_Buffer5) Deep_Status_ON )Deep.Deep_Enable();elseDeep.Deep_Disable();}
}为什么要使能DMA发送完成中断才会触发UART的发送完成中断 答案就在代码里带大家解析一遍相关代码
// 调用HAL_UART_Transmit_DMA函数实现DMA发送
HAL_UART_Transmit_DMA- huart-hdmatx-XferCpltCallback UART_DMATransmitCplt; // 设置发送完成回调函数static void UART_DMATransmitCplt(DMA_HandleTypeDef *hdma)
{UART_HandleTypeDef *huart (UART_HandleTypeDef *)((DMA_HandleTypeDef *)hdma)-Parent;/* DMA Normal mode*/if ((hdma-Instance-CCR DMA_CCR_CIRC) 0U){huart-TxXferCount 0x00U;/* Disable the DMA transfer for transmit request by setting the DMAT bitin the UART CR3 register */CLEAR_BIT(huart-Instance-CR3, USART_CR3_DMAT);/* Enable the UART Transmit Complete Interrupt */SET_BIT(huart-Instance-CR1, USART_CR1_TCIE); // 当DMA发送完成后会使能串口发送完成中断}/* DMA Circular mode */else{
#if (USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS 1)/*Call registered Tx complete callback*/huart-TxCpltCallback(huart);
#else/*Call legacy weak Tx complete callback*/HAL_UART_TxCpltCallback(huart);
#endif /* USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS */}
}当DMA发送完成后会使能串口发送完成中断。配置打开UART3中断总开关。
HAL_UART_IRQHandler- if (((isrflags USART_SR_TC) ! RESET) ((cr1its USART_CR1_TCIE) ! RESET))- UART_EndTransmit_IT(huart);- HAL_UART_TxCpltCallback(huart); // 回调函数为弱函数可重构五、结果演示以及报文解析
实验测试使用USB转RS485工具。从设备板子上A B接口连接USB转RS485工具上对应A B接口。主设备为PC端安装的MThings进行Modbus收发数据测试。有兴趣的小伙伴可以体验下MTings官网 发送数据报文解析 [2023-03-05 13:13:03-802]COM34-发送01 06 9c 42 00 01 c6 4e [2023-03-05 13:13:03-827]COM34-接收01 06 9c 42 00 01 c6 4e 0x01主机要查询的从设备地址 0x06功能码 修改写操作 0x9c 0x42寄存器地址0x9c42转十进制地址为40,002 0x00 0x01写入地址的数值为0x01 控制从设备蜂鸣器打开 0xc6 0x4eCRC校验码 [2023-03-05 13:13:04-980]COM34-发送01 06 9c 42 00 00 07 8e [2023-03-05 13:13:05-012]COM34-接收01 06 9c 42 00 00 07 8e 0x01主机要查询的从设备地址 0x06功能码 修改写操作 0x9c 0x42寄存器地址0x9c42转十进制地址为40,002 0x00 0x01写入地址的数值为0x00 控制从设备蜂鸣器关闭 0xc6 0x4eCRC校验码 接收数据报文解析 [2023-03-05 13:41:54-954]COM34-发送01 06 9c 42 00 01 c6 4e [2023-03-05 13:41:54-977]COM34-接收01 06 9c 42 00 01 c6 4e 0x01从设备地址 0x06功能码 修改写操作 0x9c 0x42寄存器地址0x9c42转十进制地址为40,002 0x00 0x01写入地址的数值为0x00 控制从设备蜂鸣器关闭 0xc6 0x4eCRC校验码 [2023-03-05 13:41:56-289]COM34-发送01 03 9c 41 00 02 ba 4f 0x01主机要查询的从设备地址 0x03功能码 查询读操作 0x9c 0x42寄存器地址0x9c41转十进制地址为40,001 0x00 0x02读取两个数据一个数据2字节 0xba 0x4fCRC校验码 [2023-03-05 13:41:56-320]COM34-接收01 03 02 00 01 00 66 d9 a3 0x01告诉主机自己从设备地址 0x03功能码 读操作 0x00 0x01读出第一个数据为0x01当前蜂鸣器打开状态 0x00 0x66读取第二个数据为0x66该值是本猿在代码中写死的值后续功能会结合本章节modbus功能通信敬请期待 0xd9 0xa3CRC校验码
