Beispielcode für die Implementierung der Modbus-RTU - Kommunikation auf Basis eines STM32 - Mikrocontrollers mit der HAL-Bibliothek und der modbus-stm32 - Bibliothek von STM32

Um die Modbus-RTU - Kommunikation mithilfe der HAL-Bibliothek und der modbus-stm32 - Bibliothek basierend auf dem STM32 - Mikrocontroller zu implementieren, können Sie die folgenden Schritte ausführen:

1. Vorbereitung:
   • Stellen Sie sicher, dass Sie die STM32 CubeMX - und HAL-Bibliotheken installiert haben.
   • Laden Sie die modbus-stm32 - Bibliothek herunter und integrieren Sie sie in Ihr Projekt. Sie können diese Bibliothek auf GitHub finden und die Dokumentation folgen, um sie zu integrieren.
   • Erstellen Sie ein neues CubeMX-Projekt, wählen Sie das passende STM32 - Mikrocontrollermodell aus und konfigurieren Sie Peripheriegeräte wie Uhren, serielle Anschlüsse und andere.
2. Konfiguration der seriellen Anschlusskommunikation:
   • Konfigurieren Sie den seriellen Anschluss für die Modbus-RTU - Kommunikation mit CubeMX. Stellen Sie sicher, dass die serielle Anschlusskonfiguration den Modbus-RTU - Standards entspricht, z. B. 8 - Bit-Daten - Bit, 1 - Bit-Stopp - Bit, keine Parität.
   • Aktivieren Sie serielle Interrupts in der HAL-Bibliothek, um den Empfang und das Senden von Daten zu verarbeiten.
3. Konfigurieren der modbus-stm32 - Bibliothek:
   • Konfigurieren Sie die Bibliothek so, dass sie den seriellen Anschluss und die Register Ihrer Wahl verwendet, entsprechend der Dokumentation für die modbus-stm32 - Bibliothek.
   • Initialisiert den modbus-Kommunikationsstapel, einschließlich der Konfiguration von Parametern wie Modbus-Slavenadresse, Baudrate und anderen.
4. Schreiben eines Modbus-RTU - Masterprogramms:
   • Im Masterprogramm müssen Sie eine Modbus-RTU - Anforderung erstellen und an den Modbus-Slaven senden und darauf warten, dass eine Antwort auf sie erfolgt.
   • Verarbeitet Antworten, um Daten aus ihnen zu extrahieren.

Hier ist ein einfaches Beispielcode zum Initialisieren eines seriellen Anschlusses und der modbus-stm32 - Bibliothek sowie zum Senden einer Modbus-RTU - Read-Hold - Register-Anforderung und zur Analyse der Antwort:

#include "main.h"
#include "modbus.h"

UART_HandleTypeDef huart1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();

  modbus_init();

  while (1)
  {
    modbus_update();
  }
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  modbus_rx_char(huart->Instance->DR);
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)modbus_tx_buf, 1);
}

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  modbus_tx_end();
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 9600;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)modbus_tx_buf, 1);
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}

Das oben angegebene Beispielcode enthält die STM32 - HAL-Bibliothek und die modbus-stm32 - Bibliothek für die Modbus-RTU - Kommunikation. Hier ein paar Hinweise zu diesem Code:

1. Der Codemain- Funktion des Codes initialisiert die HAL-Bibliothek, die Systemuhr, GPIO (GPIOC-Pin 13 als Ausgangspin) und den seriellen UART1 - Anschluss. Anschließend initialisiert es die modbus-stm32 - Bibliothek und startet eine endlose Schleife, in dermodbus_updateModbus-Kommunikation.
2. HAL_UART_RxCpltCallbackDie Funktion ist eine UART-Empfanginterrupt - Rückruffunktion, die verwendet wird, um die empfangenen Daten zu verarbeiten. In diesem Funktionsumfang,modbus_rx_chardas empfangene Zeichen und wartet auf den Empfang des nächsten Zeichen durch Aufruf vonHAL_UART_Receive_ITWarten Sie auf den Empfang des nächsten Zeichen. Dies ist ein grundlegender serieller Anschlussempfang, der für die Modbus-Kommunikation verwendet wird.
3. HAL_UART_TxCpltCallbackDie Funktion ist eine UART-Sendinterrupt - Callback-Funktion, die das Senden-Complete - Ereignis verarbeitet. hier, hier,modbus_tx_endverwendet, um die Modbus-Bibliothek abzusenden zu informieren.
4. SystemClock_ConfigDie Funktion konfiguriert die Systemuhr. In diesem Beispiel ist die Uhr so konfiguriert, dass sie einen HSI-Oszillator mit 16 - Division-Frequenz und 9600 - Baud-Rate verwendet. Bitte konfigurieren Sie die Uhr entsprechend Ihren Hardware - und Leistungsanforderungen.
5. MX_USART1_UART_InitDie Funktion initialisiert den seriellen UART1 - Anschluss und konfiguriert die Baudrate, die Datenbits, die Stop-Bits, die Check-Bits usw. Sie müssen entsprechend Ihrer seriellen Anschlusskonfiguration Änderungen vornehmen.
6. MX_GPIO_InitDie Funktion konfiguriert GPIOC-Pin 13 als Ausgangspin. Dieser Pin kann bei Bedarf verwendet werden, um andere Geräte wie Anzeigeleuchte zu steuern.

Dieser Code bietet ein grundlegendes Modbus-RTU - Kommunikationsrahmen, aber Sie müssen die modbus-stm32 - Bibliothek weiter konfigurieren, um Ihre spezifischen Anforderungen zu erfüllen, einschließlich Slave-Adressen, Funktionscodes und Register-Adressen usw. Stellen Sie sicher, dass Sie die Einstellungen gemäß der Dokumentation für die modbus-stm32 - Bibliothek einrichten und entsprechend den Anforderungen Ihrer Anwendung entsprechende Änderungen vornehmen.