freemodbus移植进STM32(包含HAL库和标准库两种方法)

freemodbus移植

基于freemodbus1.6
使用HAL库
软件:stm32cubemx stm32cubeide

后续会更新标准库的移植。以及rtos下的移植(尽量)

下载freemodbus1.6

这个获取方法网上到处都是,不细说了。

cubemx新建工程

新建工程只列出了与移植freemodbus相关的设置
这里我使用的是485通信,所以额外使能了一个引脚

使能一个定时器,这里我用的是tim2。并且开始定时器2中断

其他设置如下图,参数其实设什么无所谓,因为后面要改的,我们并不用系统的初始化函数。

然后使能一个串口,我这里用的串口1,参数其实设什么无所谓,因为后面要改的,

这里可以把串口1和定时器2的最前面的取消勾选,就不会生成他们的初始化函数,不勾也没有太大关系,因为我们的函数在他之后,会覆盖掉系统的设置。

另外在中断优先级设置中,将串口优先级设置高于定时器2,数字越小越高。

相关的中断处理函数也要生成。

然后就可以generate code!生成代码。

代码修改

首先我们在我们项目的根目录中新建一个freemodbus文件夹,文件夹中再建一个modbus文件夹,一个port文件夹。

把你最开始下载下来的freemodbus中modbus文件夹中的内容复制到你刚才的modbus文件夹中,

把你最开始下载下来的freemodbus中demo/bare路径下的内容全部复制到你刚才的port文件夹中

然后我们进入cubeide,右键项目->属性,配置头文件和源文件路径。

把如图六个头文件路径添加。

把如图最下面两个源文件路径添加。

先在port.h文件中补充这两个宏定义,这是HAL库的全局中断开启、关闭函数。

ok,然后我们修改portserail.c
这两个函数前面的static标志去掉。

vMBPortSerialEnable函数修改如下

void
vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
{
 /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
 * transmitter empty interrupts.
 */
	if (xRxEnable)	//将串口收发中断和modbus联系起来,下面的串口改为自己使能的串口
	{
	__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE);	//我用的是串口2,故为&huart2
	HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);//
	}
	else
	{
	__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE);
	HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
	}
	if (xTxEnable)
	{
	HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
	__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_TXE);
	}//
	else
	{
	HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);//
	__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_TXE);
	}
}

串口初始化函数如下

BOOL
xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
{
	huart2.Instance = USART2;
	 huart2.Init.BaudRate = ulBaudRate;
	 huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
	 huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
	 huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
	 huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
	 switch(eParity)
	 {
	 // 奇校验
	 case MB_PAR_ODD:
	 huart2.Init.Parity = UART_PARITY_ODD;
	 huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B; // 带奇偶校验数据位为9bits
	 break;
	 // 偶校验
	 case MB_PAR_EVEN:
	 huart2.Init.Parity = UART_PARITY_EVEN;
	 huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B; // 带奇偶校验数据位为9bits
	 break;
	 // 无校验
	 default:
	 huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
	 huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 无奇偶校验数据位为8bits
	 break;
	 }
	 return HAL_UART_Init(&huart2) == HAL_OK ? TRUE : FALSE;
}

收发字节函数如下

BOOL
xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
{
 /* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called
 * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been
 * called. */
	HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
	 if(HAL_UART_Transmit (&huart2 ,(uint8_t *)&ucByte,1,10) != HAL_OK )
	 return FALSE ;//HAL_UART_Transmit最后一位形参为最大发送时间,
	 	 //超出改时间退出发送,可能导致485发送失败,可稍微长一点。
	 else
	 return TRUE;
}
BOOL
xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
{
 /* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called
 * by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived( ) has been called.
 */
	 HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);
	 if(HAL_UART_Receive (&huart2,(uint8_t *)pucByte,1,10) != HAL_OK )
	 return FALSE ;
	 else
	 return TRUE;
}

然后我们修改porttimer.c
首先依旧去掉这个函数前的static标志,方便之后调用,函数声明和函数实体前的static都要去掉

然后修改这几个函数:
定时器初始化函数

BOOL
xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
{
	TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
	 TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
	 htim2.Instance = TIM2;
	 htim2.Init.Prescaler = 3599;	// 50us记一次数
	 htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
	 htim2.Init.Period = usTim1Timerout50us-1;	// usTim1Timerout50us * 50即为定时器溢出时间
	 htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
	 htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
	 if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
	 {
	 return FALSE;
	 }
	 sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
	 if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
	 {
	 return FALSE;
	 }
	 sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE;
	 sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
	 if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
	 {
	 return FALSE;
	 }
	 return TRUE;
}

然后是定时器开启、关闭、中断服务函数

inline void
vMBPortTimersEnable( )
{
 /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */
	__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);//避免程序一上电就进入定时器中断
	__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
	__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);	// 清空计数器
	 __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);	// 使能定时器
}
inline void
vMBPortTimersDisable( )
{
 /* Disable any pending timers. */
 __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);	// 禁能定时器
	__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,0);
	__HAL_TIM_DISABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
	__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
}
/* Create an ISR which is called whenever the timer has expired. This function
 * must then call pxMBPortCBTimerExpired( ) to notify the protocol stack that
 * the timer has expired.
 */
void prvvTIMERExpiredISR( void )
{
 ( void )pxMBPortCBTimerExpired( );
}

最后还有两处修改,有的教程中并没有提到这两处修改,应该是与vMBPortSerialEnable中使用USART_IT_TC还是USART_IT_TXE中断标志有关,如果使用USART_IT_TC中断的话需要添加这两处修改,就我目前使用USART_IT_TXE中断标志的情况下,加上这两处修改也并无问题,待后续研究明白了再更新

//启动第一次发送,进入发送完成中断
 xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );
 pucSndBufferCur++; /* next byte in sendbuffer. */
 usSndBufferCount--;
 	//添加代码end
 //插入代码begin
 if(eStatus==MB_ENOERR)
 {
 	xMBRTUTransmitFSM(); //发送一帧数据中第一个字节出发发送完成中断
 }
 //插入代码end


在系统的中断处理.c中添加以下的函数声明,有些教程是自己写的中断处理,这里我们还是用系统自己的。

定时器中断处理函数:

void TIM2_IRQHandler(void)
{
 /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
	 HAL_NVIC_ClearPendingIRQ(TIM2_IRQn);
 /* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
 HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
 /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */
 /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}

串口中断函数:

void USART2_IRQHandler(void)
{
 /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
	 if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2, UART_IT_RXNE)!= RESET)
	 	{
	 	prvvUARTRxISR();//接收中断
	 	}
	 	if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2, UART_IT_TXE)!= RESET)
	 	{
	 	prvvUARTTxReadyISR();//发送中断
	 	}
	 HAL_NVIC_ClearPendingIRQ(USART2_IRQn);
 /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
 HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
 /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
 /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
}

在文档末尾user code 代码段添加定时器中断回调函数:

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
 /* NOTE : This function Should not be modified, when the callback is needed,
 the __HAL_TIM_PeriodElapsedCallback could be implemented in the user file
 */
	if(htim->Instance == TIM2)
	{
	prvvTIMERExpiredISR( );
	}
}
/* USER CODE END 1 */



回到main函数


首先包含几个头文件
在Private define段添加如下:

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
//输入寄存器起始地址
#define REG_INPUT_START 0x0001
//输入寄存器数量
#define REG_INPUT_NREGS 8
//保持寄存器起始地址
#define REG_HOLDING_START 0x0001
//保持寄存器数量
#define REG_HOLDING_NREGS 8
//线圈起始地址
#define REG_COILS_START 0x0001
//线圈数量
#define REG_COILS_SIZE 16
//离散寄存器起始地址
#define REG_DISCRETE_START 0x0001
//离散寄存器数量
#define REG_DISCRETE_SIZE 16
/* USER CODE END PD */

Private variables段添加如下:

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
//输入寄存器内容
uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
//输入寄存器起始地址
uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
//保持寄存器内容
uint32_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
//保持寄存器起始地址
uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
//线圈状态
uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
//离散输入状态
uint8_t usRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
uint8_t testfalg=0;
extern unsigned char NUM [];
/* USER CODE END PV */

Private function prototypes段添加如下:

/* USER CODE BEGIN PFP */
/**
 * @Brief : 读输入寄存器处理函数,功能码04
 * @param pucRegBuffer 保存输入寄存器值的缓存
 * @param usAddress 寄存器地址
 * @param usNRegs 读取个数
 * @return?eMBErrorCode?
 */
eMBErrorCode
eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
{
 eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
 int iRegIndex;
 if( ( usAddress >= REG_INPUT_START )\
 && ( usAddress + usNRegs <= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )
 {
 iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );
 while( usNRegs > 0 )
 {
 *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );
 *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
 iRegIndex++;
 usNRegs--;
 }
 }
 else
 {
 eStatus = MB_ENOREG;
 }
 return eStatus;
}
/**
 * @Brief : 读保持寄存器处理函数,功能码03
 * @param pucRegBuffer
 * @param usAddress
 * @param usNRegs
 * @param eMode
 * @return?eMBErrorCode?
 */
eMBErrorCode
eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
{
	eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
	int iRegIndex;
	if((usAddress >= REG_HOLDING_START)&&\
	((usAddress+usNRegs) <= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
	{
	iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
	switch(eMode)
	{
	case MB_REG_READ://�??? MB_REG_READ = 0
 	while(usNRegs > 0)
	{
	*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8);
	*pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF);
 	iRegIndex++;
 	usNRegs--;
	}
 	break;
	case MB_REG_WRITE://�??? MB_REG_WRITE = 1
	while(usNRegs > 0)
	{
	usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ << 8;
 	usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
 	iRegIndex++;
 	usNRegs--;
 	}
	}
	}
	else//错误
	{
	eStatus = MB_ENOREG;
	}
	return eStatus;
}
/**
 *****************************************************************************
 * @Name : 操作线圈
 *
 * @Brief : 对应功能�???0x01 -> eMBFuncReadCoils
 * 0x05 -> eMBFuncWriteCoil
 * 0x15 -> 写多个线�??? eMBFuncWriteMultipleCoils
 *
 * @Input : *pucRegBuffer:数据缓冲区,响应主机用
 * usAddress: 寄存器地�???
 * usNRegs: 操作寄存器个�???
 * eMode: 功能�???
 *
 * @Output : none
 *
 * @Return : Modbus状�?�信�???
 *****************************************************************************
**/
eMBErrorCode eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils, eMBRegisterMode eMode )
{
	eMBErrorCode	eStatus = MB_ENOERR;
	int 	iNCoils = ( int )usNCoils;
	unsigned short	usBitOffset;
	/* Check if we have registers mapped at this block. */
	if( ( usAddress >= REG_COILS_START ) &&	( usAddress + usNCoils <= REG_COILS_START + REG_COILS_SIZE ) )
	{
	usBitOffset = ( unsigned short )( usAddress - REG_COILS_START );
	switch ( eMode )
	{
	/* Read current values and pass to protocol stack. */
	case MB_REG_READ:
	while( iNCoils > 0 )
	{
	*pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,	( unsigned char )( iNCoils > 8 ? 8 : iNCoils ) );
	iNCoils -= 8;
	usBitOffset += 8;
	}
	break;
	/* Update current register values. */
	case MB_REG_WRITE:
	while( iNCoils > 0 )
	{
	xMBUtilSetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,	( unsigned char )( iNCoils > 8 ? 8 : iNCoils ),	*pucRegBuffer++ );
	iNCoils -= 8;
	usBitOffset += 8;
	}
	break;
	}
	}
	else
	{
	eStatus = MB_ENOREG;
	}
	return eStatus;
}
/**
 *****************************************************************************
 * @Name : 操作离散寄存�???
 *
 * @Brief : 对应功能�???0x02 -> eMBFuncReadDiscreteInputs
 *
 * @Input : *pucRegBuffer:数据缓冲区,响应主机用
 * usAddress: 寄存器地�???
 * usNRegs: 操作寄存器个�???
 *
 * @Output : none
 *
 * @Return : Modbus状�?�信�???
 *****************************************************************************
**/
//eMBErrorCode eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
//{
//	pucRegBuffer = pucRegBuffer;
//	return MB_ENOREG;
//}
eMBErrorCode
eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
{
 eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
 short iNDiscrete = ( short )usNDiscrete;
 USHORT usBitOffset;
 /* Check if we have registers mapped at this block. */
 if( ( usAddress >= REG_DISCRETE_START ) && ( usAddress + usNDiscrete <= REG_DISCRETE_START + REG_DISCRETE_SIZE ) )
 {
 usBitOffset = ( USHORT )( usAddress - REG_DISCRETE_START );
 while( iNDiscrete > 0 )
 {
 *pucRegBuffer++ =
 xMBUtilGetBits( usRegDiscreteBuf, usBitOffset,( UCHAR )( iNDiscrete > 8 ? 8 : iNDiscrete ) );
 iNDiscrete -= 8;
 usBitOffset += 8;
 }
 }
 else
 {
 eStatus = MB_ENOREG;
 }
 return eStatus;
}
/* USER CODE END PFP */

新建变量estatus 前后说的这些添加内容必须夹在user code字段中,否则cubemx修改工程重新生成代码后,你修改的内容会消失

初始化、使能

因为前面在串口初始化中,串口选择是被我写死的,不能通过这里的第三个形参去选择使用串口几,但是通过简单修改可以实现自由配置

最后在main函数中启动轮询就可以了

最后你把想传出去的数据放在各个寄存器中,外部modbus主机就可以查询到你放入寄存器的数据了

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
//输入寄存器内容
uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
//输入寄存器起始地址
uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
//保持寄存器内容
uint32_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
//保持寄存器起始地址
uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
//线圈状态
uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
//离散输入状态
uint8_t usRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
uint8_t testfalg=0;
extern unsigned char NUM [];
/* USER CODE END PV */
作者:程牧自原文地址:https://www.cnblogs.com/Mark-42/p/17041713.html

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