STM32f103單片機與威綸通觸摸屏modbus485通訊兼容上位機PLC程序

ID:309610 · 發表于 2024-9-8 20:24

   最近在改一個數控電源。主板保留有485通訊端口，無顯示屏主控stm32f103rc,沒有原通訊協議，就依照電路重寫了程序，加裝oled顯示器和時鐘芯片，編碼器，實現數字控制和庫侖計，通訊，電源各種保護。調試中初期沒寫菜單系統相當頭大。于是就利用modbus485通訊接觸摸屏或串口助手調試。原機485部分為隔離式，使用485方便調試也保證了安全。電源完整代碼暫時不公布。先公布modbus部分與觸摸屏部分。程序可直接使用。程序兼容工控上位機，觸摸屏，PLC。
觸摸屏例子程序太難找，對初學者很不友好。觸摸屏我是一邊學一邊做，本程序包含一般項目完整功能。主屏顯示，IO狀態，系統設置，趨勢圖記錄，
報警記錄，密碼項目，快捷分組，宏指令。可做簡易模板使用，只有UI設計不盡如意。拋磚引玉。觸摸屏細節我會在工控區另開一貼詳細說明
接線較簡單可以使用串口轉485模塊，1-2元的模塊很多。485模塊A B 接威綸通觸摸屏 com2的1，2孔
我非專業人士用到的知識都是大多來源與論壇，回饋論壇。
完整單片機代碼在最后
部分代碼：
#ifndef _modbus_
#define _modbus_
//發送使能DE 接受使能RE 可短接使用一條線，也可使用2線，
//雙工模塊可不接使能只使用VDD GND RXD TXD

//4810通訊電源主控通訊芯片接線
// 收發芯片為          ADM2483
//　　USART1_TXD　　PA９ Pin6 TXD
//　　USART1_RXD　　PA１０  Pin3 RXD
//　  USART1_DE　　PA0　　　Pin5 DE
//　  USART1_RE　　PA2    Pin4 RE
#include "stm32f10x_conf.h"
#define RS485_DE_1 GPIO_SetBits  (GPIOA, GPIO_Pin_0)    //DE：驅動使能，高電平使能發送功能。
#define RS485_DE_0 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0) //
#define RS485_RE_1 GPIO_SetBits  (GPIOA, GPIO_Pin_2)    //RE*：接收使能，低電平使能接收功能。
#define RS485_RE_0 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2)    //
#define RS485_RT_0  RS485_RE_0; RS485_DE_0;
#define RS485_RT_1  RS485_RE_1; RS485_DE_1;
typedef struct
{
u8 myadd;//本設備的地址
u8 rcbuf[256]; //MODBUS接收緩沖區
u16 timout;//MODbus的數據斷續時間

ID:344848 · 發表于 2024-9-10 16:07

沒有看到通訊協議的內容：例如幀頭、幀尾、校驗方式等信息。

ID:309610 · 發表于 2024-9-11 15:37

void Modbud_fun6()  //6號功能碼處理
{
  u16 Regadd;
u16 val;
u16 i,crc,j;
i=0;
  Regadd=modbus.rcbuf[2]*256+modbus.rcbuf[3];  //獲取要修改的寄存器地址
val=modbus.rcbuf[4]*256+modbus.rcbuf[5];    //獲取修改后的值
Reg[Regadd]=val;  //修改本設備相應的寄存器

//以下為回應主機

modbus.Sendbuf[i++]=modbus.myadd;//添加本設備地址到發送緩沖區
  modbus.Sendbuf[i++]=0x06;       //添加功能碼到發送緩沖區
  modbus.Sendbuf[i++]=Regadd/256;  //添加寄存器地址的高字節到發送緩沖區
modbus.Sendbuf[i++]=Regadd%256;  //添加寄存器地址的低字節到發送緩沖區
modbus.Sendbuf[i++]=val/256;    //添加修改后的值的高字節到發送緩沖區
modbus.Sendbuf[i++]=val%256;    //添加修改后的值的低字節到發送緩沖區
crc=crc16(modbus.Sendbuf,i);    //計算CRC校驗碼
modbus.Sendbuf[i++]=crc/256;    //添加CRC校驗碼的高字節到發送緩沖區
modbus.Sendbuf[i++]=crc%256;    //添加CRC校驗碼的低字節到發送緩沖區

RS485_RT_1;  //設置RS485為發送模式

for(j=0;j<i;j++)  //發送緩沖區中的所有數據
{
   RS485_byte(modbus.Sendbuf[j]);
}

RS485_RT_0;  //設置RS485為接收模式
}
Modbus協議中，CRC16校驗用于檢測通信數據的完整性。它通過對傳輸的數據進行循環冗余校驗（CRC），生成一個16位的校驗碼，附加到數據的末尾，接收方根據相同算法計算CRC碼，判斷數據是否有誤。
CRC校驗方式說明：
1. CRC16多項式：采用的是0xA001，即Modbus協議中常用的CRC16-IBM算法，初始值為0xFFFF。
2. 查表法優化：代碼使用了查表法來提高效率，通過auchCRCHi[]和auchCRCLo[]兩個數組存儲CRC的高位和低位預計算值。這樣避免了逐位移位運算，減少了處理時間。
3. 計算過程：
初始化高位和低位CRC字節為0xFF。
遍歷數據緩沖區的每一個字節，計算出當前CRC字節與當前數據字節異或的索引uIndex。
根據uIndex在auchCRCHi[]和auchCRCLo[]查找對應的高位和低位CRC值，更新uchCRCHi和uchCRCLo。
4. 結果組合：最終返回時，將高位字節uchCRCHi左移8位，與低位字節uchCRCLo合并，形成最終的16位CRC值。
這個方法有效地驗證Modbus通信中的數據完整性，一旦接收方計算出的CRC值與附加的CRC碼不一致，就說明數據傳輸過程中出現了錯誤。

在 Modbus 通信協議中，主機與設備之間通常使用 CRC16 校驗來確保通信數據的完整性。因此，主機與上面代碼通信時，默認使用的校驗方式也是 CRC16。

具體來說，Modbus 協議有兩種主要的傳輸模式，每種模式的校驗方式不同：

1. Modbus RTU 模式：
使用 CRC 校驗：Modbus RTU（Remote Terminal Unit）是二進制通信格式，使用 CRC16 校驗。如上代碼所示，發送數據時，會計算數據的 CRC16 校驗值，并將其附加在數據幀的末尾。接收方再通過相同的算法計算出 CRC 值，驗證數據是否正確。
2. Modbus ASCII 模式：
使用 LRC 校驗：在 Modbus ASCII 模式下，校驗方式為 LRC（縱向冗余校驗，Longitudinal Redundancy Check）。這是通過對數據幀中的每個字節進行異或運算，生成一個校驗字節。
因此，如果通信采用 Modbus RTU 模式，則使用的是 CRC16 校驗，這也是上述代碼所實現的校驗方式。如果是 Modbus ASCII 模式，則會使用 LRC 校驗。
總結：
主機與上述代碼進行通信時，通常使用的是 Modbus RTU 模式的 CRC16 校驗。

觸摸屏通訊設置的485通訊參數波特率，奇/偶/N效驗,這些都是基本物理傳輸協議。與程序中串口設置對應
/*USART初始化*/
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定義結構體變量
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; //波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制，不需要
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //模式，發送模式和接收模式均選擇
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //奇偶校驗，不需要
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位，選擇1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字長，選擇8位
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //將結構體變量交給USART_Init，配置USART1

完成物理協議才是軟件協議觸摸屏選擇的是 Modbus RTU 模式也就決定了數據格式，效驗方式為CRC，具體數據協議為標準協議
按標準寫就行了，具體通訊報文分析我提供的文檔內都有

威綸通自由協議報文

地址通訊

4x 15 01 03 00 0F 00 01 B4 09

數字元件站號1、功能碼03 讀多個寄存器、地址15 、數量1、效驗碼

5x 10 01 03 00 0A 00 01 A4 08

數字元件站號1、功能碼03 讀多個寄存器、地址10 、數量1、效驗碼

ID:1062956 · 發表于 2024-10-26 10:50

請問，威綸通的觸摸屏，采用Modbus ，每個功能碼代表著啥意思，你是怎么知道的，以及相應的寄存器地址是怎么分配的

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STM32f103單片機與威綸通觸摸屏modbus485通訊兼容上位機PLC程序

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