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一、自定义通信协议
1、协议介绍
2、网络协议
3、自定义的通信协议
二、MODBUS通信协议
1、概述
2、MODBUS帧结构
协议描述
3、MODBUS数据模型
4、MODBUS事务处理的定义
5、MODBUS功能码
6、功能码定义 7、MODBUS数据链路层
8、MODBUS地址规则
9、MO…目录
一、自定义通信协议
1、协议介绍
2、网络协议
3、自定义的通信协议
二、MODBUS通信协议
1、概述
2、MODBUS帧结构
协议描述
3、MODBUS数据模型
4、MODBUS事务处理的定义
5、MODBUS功能码
6、功能码定义 7、MODBUS数据链路层
8、MODBUS地址规则
9、MODBUS帧描述
10、MODBUS两种串行传输模式
11、MODBUS主机实现 一、自定义通信协议
1、协议介绍
什么是协议
协议网络协议的简称网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组约定。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定计算机之间才能相互通信交流。它的三要素是语法、语义、时序。为了使数据在网络上从源到达目的网络通信的参与方必须遵循相同的规则这套规则称为协议protocol它最终体现为在网络上传输的数据包的格式。
串口STM32 跟电脑通信双方的波特率必须是一样的才能够通信。----这也是一种协议。
2、网络协议
网络七层协议--TCP-- 3、自定义的通信协议
自己定义的一种协议。随便定义 ----即使是自定义的协议一般也遵循一般协议的格式。
协议有什么格式 通信中的数据往往以数据包的形式进行传送我们把这样的一个数据包称为一帧数据。类似于网络通信中的TCPIP协议一样比较靠谱的通信协议往往都是含有一下几个组成部分帧头、地址信息、数据类型、数据长度、数据块、校验码、帧尾。
RS485 发送hello . 如果以数据帧格式发送hello. 怎么样写
帧头 一帧数据开始可以使用多个字节。 假如以一个字节0XFF ----自己定义。
地址信息跟哪个设备进行通信类型于IIC器件地址 ---0X01 0X02 芯片ID
数据类型如 0x01 –代表发的是字符。 0x02 –代表16进制 ---- 类似命令
数据长度 --- 如果发送的数据大于256个字节至少用2个字节表示 0x00 0x05
数据块 数据发送的数据
校验码 求和CRC16, CRC8,
帧尾 一帧数据结束可以使用多个字节。 假如以一个字节0XFE ----自己定义。 二、MODBUS通信协议
参考资料 1、概述
串行链路上的 MODBUSMODBUS 串行链路取决于 TIA/EIA 标准232-F 和 485-A。 MODBUS 是 OSI 模型第 7 层上的应用层报文传输协议它在连接至不同类型总线或网络的设备
之间提供客户机/服务器通信。
MODBUS 是一个请求/应答协议并且提供功能码规定的服务。MODBUS 功能码是 MODBUS
请求/应答 PDU 的元素。
主机发起问答数据包从机回复应答数据包从机不能主动发起通信。 2、MODBUS帧结构
协议描述 MODBUS数据帧包含了地址域、功能码、数据域、校验 四部分 。
功能码向服务器指示将执行哪种操作。 3、MODBUS数据模型 把数据模型看成功能码类型Modbus一共有四种模式:
离散量输入单个比特一个位 只读。MCU用在读一个位的状态。如读取一个IO口的电平状态。
理解 STM32 GPIOX-IDR 10 ; 即如果我们想要读取STM32 一个IO口的电平状态那么 我们就可以把这个功能码设置为离散量输入 。在智能楼宇节点板上哪些功能可以使用离散量输入读取按键状态、读取LED状态读取继电器开关等待。
线圈单个比特一个位 可读写。MCU用在读或写一个位的状态。如读取或者写一个IO口的电平状态。GPIOX-ODR | 10 ; GPIOX-ODR | 11;即如果我们想要写STM32 一个IO口的电平状态那么 我们就可以把这个功能码设置为线圈 。在智能楼宇节点板上哪些功能可以使用线圈开或者关LED开或开关继电器。
输入寄存器16比特字16位只读。MCU用在读十六多个位的状态。如读取十六个IO口的电平状态。 u16 temp GPIOX-IDR ; 在智能楼宇节点板上哪些功能可以使用输入寄存器读取温湿度—
tempget();读取光照强度、MP2.5 、空气质量、。
保持寄存器16比特字16位可读写。MCU用在读十六多个位的状态。如读取十六个IO口的电平状态。 u16 temp GPIOX-IDR ;OLED—写 4、MODBUS事务处理的定义 5、MODBUS功能码
有三类 MODBUS 功能码有效的码字范围是十进制 1-255128-255 为
异常响应保留
第一类公共功能码
第二类用户定义功能码
第三类保留功能码 6、功能码定义 读输入离散量 – 0x02
功能 读一个位的状态。
PDU: 协议数据单元,包含MODBUS数据帧的功能码和数据 功能码0x02 占一字节。
起始地址0x0000至0Xffff占两字节如写 0x1234
输入数量需要读取的数量最大可以读取2000个位。如写0x08 (相当于读8个位的状态。这8 个位可以是不连续)。 功能码0x82 占一字节。
字节数需要多少个字节来存放你读取的状态。如读取8个位则字节数应为0x01 。如读取9个位则字节数应为0x02 à算法 N输出数量/8如果余数不等于 0那么N N1
输入状态 u8 temp; temp read() ; 如 0xab 表示读取的8个位的状态 将离散量输入状态 204-197 表示为十六进制字节值 AC或二进制 1010 1100。输入 204 是这个字节的 MSB输入 197 是这个字节的 LSB。
将离散量输入状态 218-213 表示为十六进制字节值 35或二进制 0011 0101。输入 218 位于左侧第 3 比特输入 213 是 LSB。
注用零填充 2 个剩余比特一直到高位端。 读线圈 –0x01 读输入寄存器--0x04 7、MODBUS数据链路层 主节点以两种模式对子节点发出 Modbus 请求: 1. 在单播模式主节点以特定地址访问某个子节点子节点接到并处理完请求后子节点向主节点返回一个报文(一个 应答)。在这种模式 一个 Modbus 事务处理包含 2 个报文 一个来自主节点的请求 一个来自子节点的应答。每个子节点必须有唯一的地址 (1 到 247)这样才能区别于其它节点被独立的寻址。 2. 在广播模式主节点向所有的子节点发送请求。对于主节点广播的请求没有应答返回。 广播请求一般用于写命令。所有设备必须接受广播模式的写功能。地址 0 是专门用于表示广播数据的。 8、MODBUS地址规则 地址 0 保留为广播地址。 所有的子节点必须识别广播地址。
Modbus 主节点没有地址 只有子节点必须有一个地址。 该地址必须在 Modbus 串行总线上唯一。
9、MODBUS帧描述 10、MODBUS两种串行传输模式
有两种串行传输模式被定义: RTU 模式 和 ASCII 模式。
它定义了报文域的位内容在线路上串行的传送。它确定了信息如何打包为报文和解码。
Modbus 串行链路上所有设备的传输模式 (和串行口参数) 必须相同。
尽管在特定的领域 ASCII 模式是要求的但达到 Modbus 设备之间的互操作性只有每个设备都有相同的模式 所有设备必须必须实现 RTU 模式。 ASCII 传输模式是选项。
设备应该由用户设成期望的模式 RTU 或 ASCII。 默认设置必须为 RTU 模式。
RTU ---常用的。Modbus RTU 帧最大为 256 字节。
没有帧头也没有帧尾。没有帧尾怎么知道一帧数据结束
之前485怎么判断发送一次数据结束使用定显示器。发送两次数据之间时间间隔不超过10ms. 由图可知MODBUS RTU模式两帧数据之前使用 3.5个字符的时间来隔开。那么3.5个字符的时间为多长
由波特率决定。如波特率为9600时。发送一个字符的时间 1/9600(s)0.104ms. 3.5个字符时间 3.5/9600(s) 0.365ms .
可以使用定时器定时时间可以设置为1ms . CRC校验MODbus RTU模式使用的是CRC16校验。 CRC 包含由两个 8 位字节组成的一个 16 位值àCRC校验之后会得到一个16位的值。
CRC校验
生成 CRC 的过程为:1. 将一个 16 位寄存器装入十六进制 FFFF (全 1). 将之称作 CRC 寄存器.2. 将报文的第一个 8 位字节与 16 位 CRC 寄存器的低字节异或结果置于 CRC 寄存器.3. 将 CRC 寄存器右移 1 位 (向 LSB 方向) MSB 充零. 提取并检测 LSB.4. (如果 LSB 为 0): 重复步骤 3 (另一次移位).(如果 LSB 为 1): 对 CRC 寄存器异或多项式值 0xA001 (1010 0000 0000 0001).5. 重复步骤 3 和 4直到完成 8 次移位。当做完此操作后将完成对 8 位字节的完整操作。6. 对报文中的下一个字节重复步骤 2 到 5继续此操作直至所有报文被处理完毕。7. CRC 寄存器中的最终内容为 CRC 值.8. 当放置 CRC 值于报文时如下面描述的那样高低字节必须交换。 11、MODBUS主机实现
按MODBUS协议的数据帧的格式来发送数据 主机发送数据包括
地址域 自行定义 0x01 功能码以0x01功能码为例功能码发送过程 功能码1字节 起始地址2字节 线圈数量2字节 à先发高字节
如 0x01 0x00 0x00 0x00 0x05
数据 àCRC响应PDU à按照它的格式 void ModbusSend_Master(u8 slaveaddr ,u8 cmd,u16 startaddr,u16 dataornum)
{u8 sendbuf [20]{0};u16 crc;sendbuf[0] slaveaddr;sendbuf[1] cmd;sendbuf[2](u8) startaddr8; //地址高8位sendbuf[3](u8) startaddr 0X00FF; //地址低8位sendbuf[4](u8) dataornum 8; //读线圈数量高8位sendbuf[5](u8) dataornum 0X00FF; //读线圈数量低8位crc CRC_Compute(sendbuf,6) ; //得到CRCsendbuf[6] (u8) crc 8 ; //得到CRC 高8位sendbuf[7] (u8) crc0x00ff ; //得到CRC 低8位Modbus_SendData(sendbuf,8);
}
ModbusSend_Master(0x01,0x01,0x0000,0x0005); 写一个主机接收函数参考从机接收。
