MODBUS通訊協(xié)定及RS485介面通訊程式
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一.檔案列表
| RS485.pdf | 電路圖 |
| RS485.C | C的原始程式 |
| RS485.asm | 由C轉成的組合語(yǔ)言檔 |
| RS485.hex | 燒錄檔 |
MODBUS通訊協(xié)定原本是MODICON公司為自己所生產(chǎn)的PLC(可程式邏輯控制器)所開(kāi)發(fā)的通訊協(xié)定，後來(lái)廣泛為工業(yè)界所使用，它是一對多的方式來(lái)通訊，目前他是採開(kāi)放的方式不需支付任何費用，任何人皆可開(kāi)發(fā)，所以目前許多PLC、人機介面及圖控軟體都有支援。
目前modbus通訊協(xié)定可分為ModbusASCII及ModbusRTU兩種傳送方式，ModbusASCII顧名思義就是以ASCII碼的方式來(lái)傳輸，而ModbusRTU是以Binary的方式來(lái)傳輸，二者以RTU的方式最快，所以我介紹RTU的方式，它傳送資料是從低位元開(kāi)始傳送，下面的表格是Modbus通訊協(xié)定的功能表，其中384、484、584、884、M84及984為Modicon公司所生產(chǎn)的PLC型號。
| Code | Name | 384 | 484 | 584 | 884 | M84 | 984 |
| 01 | ReadCoilStatus | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 02 | ReadInputStatus | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 03 | ReadHoldingRegisters | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 04 | ReadInputRegisters | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 05 | ForceSingleCoil | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 06 | PresetSingleRegister | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 07 | ReadExceptionStatus | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 08 | Diagnostics | (seeModiconModbusProtocolReferenceGuideChapter3) | |||||
| 09 | Program484 | N | Y | N | N | N | N |
| 10 | Poll484 | N | Y | N | N | N | N |
| 11 | FetchComm.Event | Ctr. | Y | N | Y | N | N |
| 12 | FetchComm.Event | Log | Y | N | Y | N | N |
| 13 | ProgramController | Y | N | Y | N | N | Y |
| 14 | PollController | Y | N | Y | N | N | Y |
| 15 | ForceMultipleCoils | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 16 | PresetMultipleRegisters | Y | Y | Y | Y | Y | Y |
| 17 | ReportSlave | ID | Y | Y | Y | Y | Y |
| 18 | Program884/M84 | N | N | N | Y | Y | N |
| 19 | ResetComm.Link | N | N | N | Y | Y | N |
| 20 | ReadGeneralReference | N | N | Y | N | N | Y |
| 21 | WriteGeneralReference | N | N | Y | N | N | Y |
| 22 | MaskWrite4XRegister | N | N | N | N | N | (1) |
| 23 | Read/Write4XRegisters | N | N | N | N | N | (1) |
| 24 | ReadFIFOQueue | N | N | N | N | N | (1) |
(1)Functionissupportedin984–785only.
此次的範例我們只用了Function3(ReadHoldingRegisters)及Function6(PresetSingleRegister)的功能，所以以下針對這兩個(gè)Function做一說(shuō)明
Function03(ReadHoldingRegisters)
讀取SlaveHoldingRegisters的內容(二進(jìn)制碼)從PLC4X的參考位置，我以範例來(lái)說(shuō)明
QUERYExample
FieldName (Hex)
--------------------------------
SlaveAddress 11
Function 03
StartingAddressHi 00
StartingAddressLo 6B
No.ofPointsHi 00
No.ofPointsLo 03
ErrorCheck(LRCorCRC) ––
SlaveAddress從0-7E(Hex)，Functioncode為03，讀取暫存器的起始位置從40108-40110，其中108為6C，但因通訊的暫存器位置從0開(kāi)始，所以108需減一，也就是6B，108-110總共三個(gè)暫存器(No.ofPoints)，ErrorCheck有分LRC及CRC，LRC為ModbusASCIIMode的錯誤檢查碼，RTUMode使用的是CRC的檢查方式，CRC的檢查方式在程式說(shuō)明的章節再說(shuō)明?？棄?mèng)內容管理系統
RESPONSEExample
FieldName (Hex)
--------------------------------
SlaveAddress 11
Function 03
ByteCount 06
DataHi(Register40108) 02
DataLo(Register40108) 2B
DataHi(Register40109) 00
DataLo(Register40109) 00
DataHi(Register40110) 00
DataLo(Register40110) 64
ErrorCheck(LRCorCRC) ––
此回應是從Slave傳至Master，前頭的Address及Function都與Master傳過(guò)來(lái)的一樣，ByteCount為要回傳至Master的byte數，因為Master要求讀取3個(gè)暫存器的資料,一個(gè)暫存器有兩個(gè)bytes，所以總共6個(gè)bytes，再來(lái)就是依次傳回40108-10110的內容，最後再CRC檢查碼。
Function06(PresetSingleRegister)
將資料寫(xiě)入HoldingRegister，且一次只寫(xiě)入一個(gè)暫存器
QUERYExample
FieldName (Hex)
--------------------------------
SlaveAddress 11
Function 06
RegisterAddressHi 00
RegisterAddressLo 01
PresetDataHi 00
PresetDataLo 03
ErrorCheck(LRCorCRC) ––
將資料03寫(xiě)入SlaveAddress11暫存器40002的位置。
RESPONSEExample
FieldName (Hex)
--------------------------------
SlaveAddress 11
Function 06
RegisterAddressHi 00
RegisterAddressLo 01
PresetDataHi 00
PresetDataLo 03
ErrorCheck(LRCorCRC) ––
Slave的回應很簡(jiǎn)單，只要從Master傳來(lái)的資料無(wú)誤，也通過(guò)CRC的檢查，將原本收到的資料傳回給Master即可。
三.程式說(shuō)明
程式裡頭最主要的是CRCcheck，在這裡針對CRCcheck做一說(shuō)明，程式裡有一個(gè)副程式uns16crc16(uns8*puchMsg,uns8crc_count)，我針對其參數做一說(shuō)明:
uns16à傳回16bits的無(wú)號數資料
uns8*puchMsgà傳入字串位址，其字串的資料型態(tài)為無(wú)號數的八位元
uns8crc_countà無(wú)號數的八位元，其代表傳入字串的長(cháng)度
針對crc16副程式做一說(shuō)明:
先宣告三個(gè)暫存器uindex，uchCRCHi及uchCRCLo，且將ff(Hex)的值丟入uchCRCHi及uchCRCLo。
1.檢查crc_count是否為零，若為零則到步驟5，否則繼續。
2.將uchCRCHi與字串的第一個(gè)byte做ExclusiveOR(互斥或)，將結果送到uindex暫存器，將指標移到字串的下一個(gè)字元?？棄?mèng)內容管理系統
3.使用uindex當索引去查auchCRCHi的表格相對應的值，再將它與uchCRCLo做ExclusiveOR(互斥或)，將結果送入uchCRCLo中。
4.將crc_count減一，跳至步驟一。
5.將uchCRCHi往左移8bit再與uchCRCLo做OR，然後將此16bits的資料傳回。
這套C語(yǔ)言是由BKnudsenData所開(kāi)發(fā)，其網(wǎng)站為http://www.bknd.com/cc5x/index.shtml，相對其他公司，這套CCompiler較為便宜，所以較符合經(jīng)濟效益，以下針對主程式做一說(shuō)明:
此程式是當Modbus的Slave，其位址為11(Hex)，它只有設定頻率(set_hz)及設定啟動(dòng)(set_run)這兩組暫存器需要設定而已，而需讀取的資料有設定頻率(40001)、設定啟動(dòng)(40086)、目前運轉的頻率(40079)、目前運轉的電流(40080)、目前運轉的狀態(tài)(40085)及目前的錯誤訊息(40087)。
從第205-266列為Slave從Master接收到資料之後所做的相關(guān)處理及回應，第207列是做從Master接收的資料再一次做CRC的檢查，看計算的CRC檢查碼與Master傳過(guò)來(lái)的檢查碼有無(wú)一樣，若一樣則傳回該回應的值。dedecms.com
從第267-282列為將要傳送到Master的值，透過(guò)串列埠傳出去，且將LTC485的IC設為傳送模式；第283-284列為若TRMT(TransmitShiftRegisterStatusbit)為空的話(huà)，這表示所有資料已傳送完畢，則將LTC485設為接收模式。
第112-113列為若接收資料間隔超過(guò)8ms，則需從新開(kāi)始接收字串。
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