stm32f103单片机modbus通信示例

STM32F103单片机是一款高性能ARM Cortex-M3内核的单片机，其拥有丰富的外设资源，是工业自动化、智能仪器仪表等领域的理想选择。而Modbus通信作为工业控制领域通信方案的代表，被广泛应用于工业自动化等领域。本篇文章将介绍STM32F103单片机的Modbus通信示例。

首先，我们需要了解Modbus通信的基本原理。Modbus是一种简单、易于实现、可靠的串行通信协议，广泛应用于工业自动化等领域。Modbus通信主要有两种模式：RTU模式和ASCII模式。RTU模式是一种二进制模式，具有高效性能和实时性能，常用于串口通信；而ASCII模式是一种文本模式，对于跨平台应用有优势。

接下来，我们以STM32F103单片机通过串口实现Modbus RTU通信为例进行说明。代码示例如下：

/*Modbus RTU通信*/

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include "stm32f10x.h"

/*串口初始化*/

void USART_init(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/*开启USART1的时钟*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

/*开启GPIOA的时钟*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

/*将USART1 Tx的GPIO配置为推挽复用模式*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/*将USART1 Rx的GPIO配置为浮空输入模式*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/*USART1复位*/

USART_DeInit(USART1);

/*USART1的初始化设置*/

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

/*使能USART1*/

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}

/*Modbus数据读取函数*/

uint8_t Modbus_Read(uint8_t *data)

{

int i=0,j=0;

uint8_t temp[40];

/*等待串口数据传输完毕*/

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

/*读取串口数据*/

temp[i] = USART_ReceiveData(USART1);

if(temp[i] == 0x02)//判断地址是否正确

{

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

temp[++i] = USART_ReceiveData(USART1);

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

/*数据长度*/

int len = USART_ReceiveData(USART1);

i++;

/*读取数据*/

for(j=0; j<len; j++)

{

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) == RESET);

temp[i++] = USART_ReceiveData(USART1);

}

/*禁止串口接收中断*/

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);

/*CRC校验及通信判断*/

uint16_t CRC = 0xffff;

for(i=0; i<len+3; i++)

{

CRC ^= temp[i];

for(j=0; j<8; j++)

{

if(CRC&0x0001)

{

CRC >>= 1;

CRC ^= 0xa001;

}

else

{

CRC >>= 1;

}

}

}

/*CRC校验成功，则读取数据*/

if(CRC == 0x0000)

{

for(i=0; i<len; i++)

{

data[i] = temp[3+i];

}

/*返回数据长度*/

return len;

}

}

/*返回读取数据失败*/

return 0;

}

如上代码所示，首先进行串口初始化，并定义了Modbus数据读取函数Modbus_Read。在Modbus_Read函数中，等待串口数据传输完毕，并读取数据，进行CRC校验后返回读取的数据长度。

此外，我们还需要对发送的数据进行打包和发送。代码示例如下：

/*Modbus数据发送*/

void Modbus_Write(uint8_t address, uint8_t function, uint16_t start, uint16_t count, uint8_t *data)

{

int i=0,j=0;

uint16_t CRC = 0xffff;

/*打包数据*/

uint8_t package[40] = { 0x01, 0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };

/*Modbus数据头*/

package[0] = address;

package[1] = function;

/*Modbus数据起始地址*/

package[2] = start>>8;

package[3] = start;

/*Modbus数据数量*/

package[4] = count>>8;

package[5] = count;

/*Modbus数据长度*/

package[6] = count*2;

/*数据转化*/

for(i=0; i<count; i++)

{

package[7+i*2] = data[i]>>8;

package[8+i*2] = data[i];

}

/*计算CRC校验*/

for(i=0; i<count*2+7; i++)

{

CRC ^= package[i];

for(j=0; j<8; j++)

{

if(CRC&0x0001)

{

CRC >>= 1;

CRC ^= 0xa001;

}

else

{

CRC >>= 1;

}

}

}

/*CRC校验*/

package[count*2+7] = CRC;

package[count*2+8] = CRC>>8;

/*发送数据*/

for(i=0; i<count*2+9; i++)

{

/*等待发送数据完毕*/

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);

/*发送数据*/

USART_SendData(USART1,package[i]);

}

}

以上代码定义了Modbus数据发送函数Modbus_Write，并打包了Modbus数据，进行CRC校验后发送数据。

这就是STM32F103单片机Modbus通信的一个简单示例，实现了通过串口实现Modbus RTU通信，可用于工业自动化等领域应用。