C语言modbus poll

### C语言实现MODBUS RTU轮询

在嵌入式系统中，MODBUS RTU作为一种常见的串行通信协议被广泛应用。为了使主节点能够有效地与多个从节点进行通信，通常会采用轮询机制。下面展示一段基于C语言的MODBUS RTU轮询示例代码。

#### 初始化设置
首先定义必要的常量和变量用于配置波特率、数据位等参数，并初始化UART接口以便于后续的数据传输过程[^1]。

#include <stdio.h>
#include "uart.h"

#define BAUD_RATE    9600      /* 波特率为9600 */
#define DATA_BITS    8         /* 数据长度为8位 */
#define STOP_BITS    1         /* 停止位数为1 */

void init_uart(void){
    uart_init(BAUD_RATE,DATA_BITS,STOP_BITS);
}

#### 构建请求帧函数
构建发送给各个地址设备的标准MODBUS RTU命令包，这里假设要读取保持寄存器中的值作为例子说明：

unsigned char build_request_frame(unsigned char slave_id,unsigned short reg_addr,unsigned short quantity){
    unsigned char frame[8];
    
    // 组装报文头（不包含CRC校验码）
    frame[0]=slave_id;                    // 设备ID
    frame[1]=0x03;                        // 功能码(这里是读持保存区)
    frame[2]=(reg_addr>>8)&0xFF;          // 寄存器起始地址高位字节
    frame[3]=reg_addr&0xFF;               // 寄存器起始地址低位字节
    frame[4]=(quantity>>8)&0xFF;          // 请求数量高位字节
    frame[5]=quantity&0xFF;               // 请求数量低位字节
    
    // 计算并附加CRC校验码...
    add_crc(frame,sizeof(frame)-2);       // CRC计算仅针对前面的有效负载部分
    
    return sizeof(frame);
}

#### 添加CRC校验功能子程序
由于MODBUS RTU规定每条消息都需附带一个由前序所有字节组成的循环冗余检验(CRC)，因此还需要编写专门用来生成该字段的小工具:

void add_crc(unsigned char *data,int length){
    int i,j;
    unsigned short crc=0xFFFF;

    for(i=0;i<length;++i){
        crc ^= data[i];                   // 将当前字符加入到crc中
        
        for(j=0;j<8;++j){                 // 对每一位执行处理
            if(crc & 0x0001)              // 如果最低位是'1'
                crc=(crc >> 1)^0xA001;     // 右移一位后再异或多项式A001H
            else                          // 否则只是简单右移一位
                crc >>= 1;
        }
    }

    // 把最终得到的结果拆分成两个单字节分别存储至数组最后两位
    data[length++]=crc & 0xFF;            
    data[length++]=(crc >> 8)&0xFF;
}

#### 主循环逻辑
在此处设计了一个简单的无限循环结构，在每次迭代过程中依次向不同编号的目标发出查询指令，并等待回应直至超时为止；如果成功接收到回复，则解析其内容完成相应操作。

int main(){
    unsigned char response_buffer[256],request_length;
    unsigned short register_value;
    int timeout_count=0,max_timeout=1000,i;

    init_uart();                           // 开启硬件资源准备就绪状态
   
    while(1){
        for(i=1;i<=254;i++){               // 遍历可能存在的所有站号范围内的每一个成员
            request_length=build_request_frame(
                (unsigned char)i,
                0x0001,                     // 测试用固定寄存器位置
                0x0001                      // 每次只获取一条记录
            );

            send_data(request_length,response_buffer);

            do{
                delay_ms(1);                
                receive_data(response_buffer,&register_value);
                ++timeout_count;
            }while(!is_valid_response() && timeout_count<max_timeout);

            process_received_data(register_value);

            reset_timeout_counter();
        }
    }
}

// ...省略其他辅助性的内部调用细节...

上述代码片段展示了如何利用C语言实现在MODBUS RTU环境下发起周期性询问的过程。需要注意的是这只是一个简化版框架示意，实际应用当中还需考虑更多边界情况以及错误恢复策略等问题。