2020年03月30日 | STM32 FreeModbus RTU从机移植以及UART配置

FreeModbus的具体介绍就不提了。至于为什么要移植，大概就是因为移植比较快，而且比较稳定，可以减少因为自己编写出现的漏洞。 

但是FreeModbus 1.5版本是没有主机的，因此移植的时候只可以做从机。网上有几个关于Modbus主机的源代码，回头等我弄好了再更新。

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理论上来说，此处我移植了全部，但是只调试了RTU部分，因此其他部分不做赘述。

移植过程： 

1.将modbus目录下所有文件拷贝加入工程。 

2.对modbus中的include下的mbconfig.h进行编辑，裁剪其中需要的模块。（此处我没有进行裁剪，因此选项都是默认） 

3.将demo中的合适的port文件夹下的文件加入工程。 

4.修改port文件夹下的代码，移植UART驱动。 

5.使用modbus poll调试。

因为没有配置mbconfig.h，因此直接从port的移植开始说。

port.c

#include "stm32f10x.h"

void EnterCriticalSection(  )

{

    __set_PRIMASK(1);

}

void ExitCriticalSection(  )

{

    __set_PRIMASK(0);

}

port.c中的两个函数作用是开关总中断并保存。

port.h

#ifndef _PORT_H

#define _PORT_H

#include "stm32f10x.h"

#include

#include

#define INLINE

#define PR_BEGIN_EXTERN_C extern "C" {

#define PR_END_EXTERN_C }

#define ENTER_CRITICAL_SECTION( ) EnterCriticalSection( )

#define EXIT_CRITICAL_SECTION( ) ExitCriticalSection( )

void            EnterCriticalSection( void );

void            ExitCriticalSection( void );

#ifndef TRUE

#define TRUE 1

#endif

#ifndef FALSE

#define FALSE 0

#endif

typedef u8 UCHAR;

typedef u16 USHORT;

typedef u8 BOOL;

typedef u32 ULONG;

typedef char CHAR;

typedef long LONG;

typedef short SHORT;

typedef int INT;

#endif

port.h只要是针对一些类型的跨平台支持。

portevent.c

#include "mb.h" 

#include "mbport.h"

/* ----------------------- Variables ----------------------------------------*/

static eMBEventType eQueuedEvent;

static BOOL     xEventInQueue;

/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/

BOOL

xMBPortEventInit( void )

{

    xEventInQueue = FALSE;

    return TRUE;

}

BOOL

xMBPortEventPost( eMBEventType eEvent )

{

    xEventInQueue = TRUE;

    eQueuedEvent = eEvent;

    return TRUE;

}

BOOL

xMBPortEventGet( eMBEventType * eEvent )

{

    BOOL            xEventHappened = FALSE;

    if( xEventInQueue )

    {

        *eEvent = eQueuedEvent;

        xEventInQueue = FALSE;

        xEventHappened = TRUE;

    }

    return xEventHappened;

}

portevent.c没有改动，作用是起到一个简单的事件队列。

接下来两个是重点移植的文件 

portserial.c

1).vMBPortSerialEnable 函数的作用是单独禁止或开启发送或接受中断。在此处有人推荐使用发送完成中断而并非发送缓存为0中断。想想是有道理的，这里还在测试阶段，因此还没有去修改。

void vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )

{

    if(xRxEnable)

    {

        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE); 

        DE1 = 0;

    }

    else

    {

        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, DISABLE);

        DE1 = 1;

    }   

    if(xTxEnable)

    {

        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, ENABLE);

        prvvUARTTxReadyISR();

    }

    else

        USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, DISABLE);

}

2).vMBPortClose 在Demo的源代码中没有编写，我也没有移植。

3).xMBPortSerialInit 是串口初始化的函数，其中只要把对应需要的串口移植添加进来就可以了。

BOOL xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )

{

    BOOL bInitialized = TRUE;

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef  USART_InitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    (void)ucPORT;

    (void)ucDataBits;

    (void)eParity;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能GPIO外设时钟

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;             //RX2

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;     

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;           //TX2

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;           //DE

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

 /*************************************************************************************/

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulBaudRate;     

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;   

// USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //设置奇校验时，通信出现错误 

    switch(eParity)

    {

    case MB_PAR_NONE:USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; break;

    case MB_PAR_ODD:USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_Odd;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b; break;

    case MB_PAR_EVEN:USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_Even;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_9b; break;

    default:break;

    }

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;    

    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; 

    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); 

    USART_Cmd(USART2,ENABLE);

    vMBPortSerialEnable(FALSE,FALSE);

    USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);

 /*************************************************************************************/

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); 

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn; //通道设置为串口2中断

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;//抢占优先级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //中断响应优先级0

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //打开中断

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   //初始化 

    return bInitialized;

}

串口初始化程序很简单。设置一下数据位和校验还有波特率就可以了。此处我只针对了UART2移植，因此没有加入其他的串口初始化。

4).xMBPortSerialPutByte 的作用是将字节数据送到串口。把正常用的串口发送拿过来就可以了

推荐：STM32的UART DMA传输总结

使用DMA传输可以连续获取或发送一段信息而不占用中断或延时，在通信频繁或有大段信息要传输时非常有用。 由上表可知，要使用USART1TX/RX我们选择通道4和5 1、 DM

BOOL xMBPortSerialPutByte( UCHAR ucByte )

{

    USART_SendData(USART2, ucByte);  

    while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET){};

    return TRUE; 

}

5).xMBPortSerialGetByte 的作用是从串口接收数据并且把数据传给指定内存。

BOOL

xMBPortSerialGetByte( UCHAR * pucByte )

{

    *pucByte = (UCHAR)UARTRecvBuffer;

    return TRUE;

}

此处的UARTRecvBuffer是一个接受缓冲区。我这样做是为了防止在串口接收的时候数据来不及接收被冲毁，是自己因为在仿真测试的时候发现数据经常丢字节而做的一个措施，具体正确性要等待上板测试。

6).USART2_IRQHandler 串口2中断此处中断有两个。发送和接受。

void USART2_IRQHandler(void)

{

    if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)!=RESET)

    {

        USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);

        UARTRecvBuffer = USART_ReceiveData(USART2);

        prvvUARTRxISR();

    }

    if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_TXE)!=RESET)

    {

        USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_TXE);

        prvvUARTTxReadyISR();

    }

}

7).prvvUARTTxReadyISR 这个函数其实就是发送的时候会调用的函数。

static void prvvUARTTxReadyISR( void )

{

    DE1 = 1;

    delay_ms(1);

    pxMBFrameCBTransmitterEmpty(  );

    delay_ms(1);

    DE1 = 0;

}

DE1是485的控制器，为1的时候就是发送状态，为0是接收状态。

8).prvvUARTRxISR是串口接收函数，调用pxMBFrameCBByteReceived();

static void prvvUARTRxISR( void )

{

    pxMBFrameCBByteReceived(  );

}

porttimer.c

1).xMBPortTimersInit 是用来初始化定时器的，modbus-rtu需要有一个定时器来计算每个字节之间的间隔时间，若间隔时间超过3.5T，则是认为此帧已经接收完毕。 

此处的 

timerBaseInit.TIM_Period = usTim1Timerout50us - 1; 

timerBaseInit.TIM_Prescaler = 1799;// 50us 

周期是重复次数，是在定时器中断为50us的前提下的重复次数，一般在波特率≤19200的情况下，公式为： 

usTimerT35_50us = ( 7UL * 220000UL ) / ( 2UL * ulBaudRate ); 

在大于19200的情况下，固定为35. 

TIM_Period 和TIM_Prescaler 传入的时候 都要减一才准确。此处我的时钟是TIM2，所以挂载APB1上，APB1我设置为最大的3600MHz。因此当分频为1800的时候，刚刚好是50us中断一次，所以分频设置为1799.

BOOL xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef timerBaseInit;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    TIM_DeInit(TIM2); //重新将Timer设置为缺省值

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);// 使能Timer2外设时钟

    //TIM_InternalClockConfig(TIM2); //采用内部时钟给TIM2提供时钟源

    // TIM2

    timerBaseInit.TIM_Period = usTim1Timerout50us - 1; 

    timerBaseInit.TIM_Prescaler = 1799;// 50us

    timerBaseInit.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    timerBaseInit.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &timerBaseInit);

    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清标志

    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);     //中断使能

    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//抢占优先级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;//响应优先级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//允许中断

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    return TRUE;

}

2).vMBPortTimersEnable TIM2使能函数 

在此使能时钟的时候，要把时钟重置。

void vMBPortTimersEnable( )

{

    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

}

3).vMBPortTimersDisable TIM2除能函数

voidvMBPortTimersDisable( )

{

    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

}

4).TIM2_IRQHandler 定时器中断，定时进入判断是否接收超时或完毕