C语言实现MODBUS RTU协议栈

在C语言中实现MODBUS RTU协议栈需要以下步骤：

1. 定义MODBUS RTU帧结构：MODBUS RTU协议使用了特定的帧格式，包括起始符、地址、功能码、数据、CRC校验等。首先需要定义一个结构体来表示MODBUS RTU帧。

typedef struct {
    uint8_t address;
    uint8_t functionCode;
    uint8_t data[MODBUS_MAX_DATA_SIZE];
    uint16_t crc;
} ModbusRTUFrame;

2. 实现MODBUS RTU帧的封装和解析函数：根据MODBUS RTU帧的格式，实现封装函数和解析函数。封装函数将给定的地址、功能码和数据封装成MODBUS RTU帧，同时计算CRC校验并添加到帧中。解析函数则将收到的MODBUS RTU帧进行解析，提取出地址、功能码和数据，并验证CRC校验是否正确。

void modbusRTUEncodeFrame(ModbusRTUFrame *frame, uint8_t address, uint8_t functionCode, uint8_t *data, uint16_t dataSize) {
    frame->address = address;
    frame->functionCode = functionCode;
    memcpy(frame->data, data, dataSize);
    frame->crc = calculateCRC(frame);
}

bool modbusRTUDecodeFrame(ModbusRTUFrame *frame, uint8_t *buffer, uint16_t bufferSize) {
    if (bufferSize < MODBUS_MIN_FRAME_SIZE) {
        return false;
    }
    frame->address = buffer[0];
    frame->functionCode = buffer[1];
    memcpy(frame->data, buffer + 2, bufferSize - MODBUS_MIN_FRAME_SIZE);
    frame->crc = (buffer[bufferSize - 2] << 8) | buffer[bufferSize - 1];
    return verifyCRC(frame);
}

3. 实现MODBUS RTU通信函数：根据MODBUS RTU协议规定的通信流程，实现读写寄存器等功能的通信函数。这些函数需要构造相应的MODBUS RTU帧，并通过串口或其他通信方式发送和接收数据。

bool modbusRTUReadRegisters(uint8_t address, uint16_t startAddress, uint16_t registerCount, uint16_t *registers) {
    ModbusRTUFrame requestFrame;
    ModbusRTUFrame responseFrame;
    
    // 构造读寄存器请求帧
    // ...
    
    // 发送请求帧并接收响应帧
    // ...
    
    // 解析响应帧，提取出寄存器数据
    // ...
    
    return true;
}

bool modbusRTUWriteRegisters(uint8_t address, uint16_t startAddress, uint16_t registerCount, const uint16_t *registers) {
    ModbusRTUFrame requestFrame;
    ModbusRTUFrame responseFrame;
    
    // 构造写寄存器请求帧
    // ...
    
    // 发送请求帧并接收响应帧
    // ...
    
    // 解析响应帧，验证写入是否成功
    // ...
    
    return true;
}

以上只是实现MODBUS RTU协议栈的基本步骤和示例代码，实际应用中还需要考虑超时处理、错误处理、重试机制等。同时，还可以根据具体需求扩展其他功能的实现，如读写线圈、读写输入状态等。

相关问题：
1. MODBUS RTU协议中的CRC校验是如何计算的？
2. 如何处理MODBUS RTU通信中的超时和错误情况？
3. 如何使用串口进行MODBUS RTU通信？