基于c++ modbus标准协议实现串口通讯,实现其读写数据,单个数据和多个数据读写的完整代码

时间: 2024-03-14 18:48:10 浏览: 15
以下是基于C++ Modbus标准协议实现串口通讯,实现其读写数据,单个数据和多个数据读写的完整代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <modbus/modbus.h> #include <cstring> #include <chrono> #include <thread> #include <vector> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <termios.h> // 定义串口号和波特率 #define SERIAL_PORT "/dev/ttyUSB0" #define BAUDRATE B9600 // 定义Modbus协议参数 #define SLAVE_ID 1 #define START_ADDR 0 #define NUM_REGS 1 // 定义读写操作码 #define READ_COILS 1 #define READ_INPUT_BITS 2 #define READ_HOLDING_REGS 3 #define READ_INPUT_REGS 4 #define WRITE_COIL 5 #define WRITE_HOLDING_REG 6 #define WRITE_COILS 15 #define WRITE_HOLDING_REGS 16 // 定义读写数据类型 enum DataType { COIL, DISCRETE_INPUT, HOLDING_REG, INPUT_REG }; // 打开串口 int open_serial_port(const char *port) { int fd = open(port, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); if (fd == -1) { std::cerr << "Error: Unable to open serial port." << std::endl; return -1; } fcntl(fd, F_SETFL, 0); struct termios options; tcgetattr(fd, &options); cfsetispeed(&options, BAUDRATE); cfsetospeed(&options, BAUDRATE); options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_cflag &= ~CSTOPB; options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8; options.c_cflag &= ~CRTSCTS; options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG); options.c_oflag &= ~OPOST; options.c_cc[VMIN] = 0; options.c_cc[VTIME] = 10; tcsetattr(fd, TCSANOW, &options); return fd; } // 关闭串口 void close_serial_port(int fd) { close(fd); } // 读取单个数据 int read_data(modbus_t *ctx, DataType type, uint16_t addr) { int rc; uint8_t coils_status[1]; uint8_t discrete_input_status[1]; uint16_t holding_regs[1]; uint16_t input_regs[1]; switch (type) { case COIL: rc = modbus_read_bits(ctx, addr, 1, coils_status); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read coils status." << std::endl; return -1; } return coils_status[0]; case DISCRETE_INPUT: rc = modbus_read_input_bits(ctx, addr, 1, discrete_input_status); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read discrete input status." << std::endl; return -1; } return discrete_input_status[0]; case HOLDING_REG: rc = modbus_read_registers(ctx, addr, 1, holding_regs); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read holding registers." << std::endl; return -1; } return holding_regs[0]; case INPUT_REG: rc = modbus_read_input_registers(ctx, addr, 1, input_regs); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read input registers." << std::endl; return -1; } return input_regs[0]; default: std::cerr << "Error: Invalid data type." << std::endl; return -1; } } // 写入单个数据 int write_data(modbus_t *ctx, DataType type, uint16_t addr, uint16_t value) { int rc; switch (type) { case COIL: rc = modbus_write_bit(ctx, addr, value); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to write coil." << std::endl; return -1; } return 0; case HOLDING_REG: rc = modbus_write_register(ctx, addr, value); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to write holding register." << std::endl; return -1; } return 0; default: std::cerr << "Error: Invalid data type." << std::endl; return -1; } } // 读取多个数据 std::vector<int> read_data(modbus_t *ctx, DataType type, uint16_t start_addr, uint16_t num_regs) { int rc; uint8_t coils_status[1]; uint8_t *discrete_input_status = new uint8_t[num_regs]; uint16_t *holding_regs = new uint16_t[num_regs]; uint16_t *input_regs = new uint16_t[num_regs]; std::vector<int> values; switch (type) { case COIL: rc = modbus_read_bits(ctx, start_addr, num_regs, coils_status); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read coils status." << std::endl; return values; } for (int i = 0; i < num_regs; i++) { values.push_back(coils_status[i]); } break; case DISCRETE_INPUT: rc = modbus_read_input_bits(ctx, start_addr, num_regs, discrete_input_status); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read discrete input status." << std::endl; return values; } for (int i = 0; i < num_regs; i++) { values.push_back(discrete_input_status[i]); } break; case HOLDING_REG: rc = modbus_read_registers(ctx, start_addr, num_regs, holding_regs); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read holding registers." << std::endl; return values; } for (int i = 0; i < num_regs; i++) { values.push_back(holding_regs[i]); } break; case INPUT_REG: rc = modbus_read_input_registers(ctx, start_addr, num_regs, input_regs); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to read input registers." << std::endl; return values; } for (int i = 0; i < num_regs; i++) { values.push_back(input_regs[i]); } break; } delete[] discrete_input_status; delete[] holding_regs; delete[] input_regs; return values; } // 写入多个数据 int write_data(modbus_t *ctx, DataType type, uint16_t start_addr, const std::vector<int> &values) { int rc; uint8_t *coils_status = new uint8_t[values.size()]; uint16_t *holding_regs = new uint16_t[values.size()]; switch (type) { case COIL: for (int i = 0; i < values.size(); i++) { coils_status[i] = values[i]; } rc = modbus_write_bits(ctx, start_addr, values.size(), coils_status); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to write coils." << std::endl; delete[] coils_status; return -1; } delete[] coils_status; return 0; case HOLDING_REG: for (int i = 0; i < values.size(); i++) { holding_regs[i] = values[i]; } rc = modbus_write_registers(ctx, start_addr, values.size(), holding_regs); if (rc == -1) { std::cerr << "Error: Unable to write holding registers." << std::endl; delete[] holding_regs; return -1; } delete[] holding_regs; return 0; default: std::cerr << "Error: Invalid data type." << std::endl; delete[] coils_status; delete[] holding_regs; return -1; } } int main() { // 打开串口 int fd = open_serial_port(SERIAL_PORT); if (fd == -1) { return -1; } // 创建Modbus context modbus_t *ctx = modbus_new_rtu(SERIAL_PORT, BAUDRATE, 'N', 8, 1); if (ctx == NULL) { std::cerr << "Error: Unable to create Modbus context." << std::endl; close_serial_port(fd); return -1; } // 设置从站ID modbus_set_slave(ctx, SLAVE_ID); // 打开Modbus连接 modbus_connect(ctx); // 读取单个数据 int data = read_data(ctx, HOLDING_REG, START_ADDR); if (data == -1) { modbus_close(ctx); modbus_free(ctx); close_serial_port(fd); return -1; } std::cout << "Read single data: " << data << std::endl; // 写入单个数据 uint16_t value = 1; int ret = write_data(ctx, HOLDING_REG, START_ADDR, value); if (ret == -1) { modbus_close(ctx); modbus_free(ctx); close_serial_port(fd); return -1; } std::cout << "Write single data: " << value << std::endl; // 读取多个数据 std::vector<int> values = read_data(ctx, HOLDING_REG, START_ADDR, NUM_REGS); if (values.empty()) { modbus_close(ctx); modbus_free(ctx); close_serial_port(fd); return -1; } std::cout << "Read multiple data: "; for (auto value : values) { std::cout << value << " "; } std::cout << std::endl; // 写入多个数据 std::vector<int> new_values = {1, 2, 3}; ret = write_data(ctx, HOLDING_REG, START_ADDR, new_values); if (ret == -1) { modbus_close(ctx); modbus_free(ctx); close_serial_port(fd); return -1; } std::cout << "Write multiple data: "; for (auto value : new_values) { std::cout << value << " "; } std::cout << std::endl; // 关闭Modbus连接 modbus_close(ctx); modbus_free(ctx); // 关闭串口 close_serial_port(fd); return 0; } ``` 这个示例代码通过打开串口和创建Modbus context连接到Modbus从站。然后,它执行了单个数据的读写和多个数据的读写操作。最后,它关闭了Modbus连接和串口。请注意,这个示例代码假设Modbus从站的ID是1,起始地址是0,要读写的寄存器数目是1。如果这些参数不同,需要相应地更改。

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