ModBus通訊協(xié)議簡介

Modbus協(xié)議是一種已廣泛應(yīng)用于當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域的通用通訊協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間、或控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）可以和其它設(shè)備之間進(jìn)行通信。Modbus協(xié)議使用的是主從通訊技術(shù)，即由主設(shè)備主動查詢和操作從設(shè)備。一般將主控設(shè)備方所使用的協(xié)議稱為Modbus Master，從設(shè)備方使用的協(xié)議稱為Modbus Slave。典型的主設(shè)備包括工控機和工業(yè)控制器等；典型的從設(shè)備如PLC可編程控制器等。Modbus通訊物理接口可以選用串口（包括RS232和RS485），也可以選擇以太網(wǎng)口。其通信遵循以下的過程：

●主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送請求

●從設(shè)備分析并處理主設(shè)備的請求，然后向主設(shè)備發(fā)送結(jié)果

●如果出現(xiàn)任何差錯，從設(shè)備將返回一個異常功能碼

英創(chuàng)ModBus通訊協(xié)議軟件產(chǎn)品簡介

英創(chuàng)公司推出的ModBus通訊協(xié)議軟件產(chǎn)品主要應(yīng)用于英創(chuàng)ARM9嵌入式主板環(huán)境，英創(chuàng)工控主板均帶有豐富的串口、網(wǎng)絡(luò)資源、通用GPIO接口等，同時具有強大的處理能力。結(jié)合ModBus通訊協(xié)議軟件，就可非常方便地構(gòu)成符合ModBus通訊規(guī)范的主控（Master）及設(shè)備（Slave）的應(yīng)用平臺。針對ModBus通訊的主從方式這一特點，英創(chuàng)公司的ModBus通訊協(xié)議軟件包分為兩個可獨立使用的部分，即“ModBus主控協(xié)議軟件”（簡稱modbus_Master）以及“ModBus設(shè)備方協(xié)議軟件”（簡稱modbus_Slave）。目前英創(chuàng)ModBus通訊協(xié)議軟件運行于WinCE環(huán)境下，均以C函數(shù)加靜態(tài)LIB庫的形式提供給客戶。其主要特征如下：

●非常適用于實時的工業(yè)應(yīng)用

●可以支持基于串口的ModBus通訊協(xié)議應(yīng)用或TCP的ModBus通訊協(xié)議應(yīng)用

●RTU傳輸模式

●支持大多數(shù)的Modbus功能碼操作，包括對線圈、離散開關(guān)輸入的位操作，以及對寄存器的字節(jié)操作

●支持廣播地址

●可以靈活設(shè)置ModBus通訊的超時時間

●可以獲取通訊中傳輸協(xié)議的錯誤代碼的詳細(xì)信息

英創(chuàng)ModBus協(xié)議軟件通訊關(guān)系圖

英創(chuàng)ModBus協(xié)議軟件支持的功能碼

軟件基本使用方法

為了方便應(yīng)用程序的使用，對不同的通訊介質(zhì)保持一致的代碼形式，英創(chuàng)所提供的ModBus協(xié)議軟件（包括modbus_Master和modbus_Slave）中的API函數(shù)可以同時支持基于串口和TCP的Modbus協(xié)議，應(yīng)用程序只需要在調(diào)用初始化函數(shù)時，用不同參數(shù)區(qū)分即可，有關(guān)參數(shù)的說明請參見相應(yīng)的頭文件：modbus_Master.h和modbus_Slave.h

1、modbus_Master的應(yīng)用

作為Modbus客戶端模式的應(yīng)用，主要是準(zhǔn)備請求并向服務(wù)器設(shè)備發(fā)送請求，并等待服務(wù)器的響應(yīng)。在做此類應(yīng)用開發(fā)時，用戶可參考Modbus標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)以及被控設(shè)備的通訊接口數(shù)據(jù)手冊，直接調(diào)用英創(chuàng)提供的modbus_Master軟件包提供了相應(yīng)的操作API函數(shù)，來完成對服務(wù)器設(shè)備的訪問和控制。在進(jìn)行此類應(yīng)用開發(fā)時，用戶只需要包含modbus_master.h/ modbus_master.lib 即可。

2、modbus_Slave的應(yīng)用

作為ModBus服務(wù)器模式的應(yīng)用，主要需要實現(xiàn)了對于ModBus應(yīng)用報文的分析與響應(yīng)，但這還只是ModBus整個通訊的一部分，另一部分是還需要有對應(yīng)用數(shù)據(jù)的訪問，這部分的內(nèi)容則需要用戶自己來進(jìn)行定義。為了方便客戶的使用，在modbus_Slave軟件包中通過函數(shù)指針的形式，實現(xiàn)了這些用戶接口函數(shù)的自動加載，將用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)處理和ModBus應(yīng)用報文響應(yīng)關(guān)聯(lián)起來。用戶只需根據(jù)需求定義這些接口函數(shù)來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，各個函數(shù)具體的定義是通過專門的一個CPP文件：DataProvider.cpp來實現(xiàn)。

由此可見在這類的開發(fā)應(yīng)用時，需包含兩個部分的內(nèi)容，一部分是 modbus_slave.h/ modbus_slave.lib定義的API函數(shù)；另一部分是DataProvider.h /DataProvider.cpp定義的用戶數(shù)據(jù)接口函數(shù)，其中接口函數(shù)需要用戶在DataProvider.cpp中具體實現(xiàn)。

為了及時地響應(yīng)ModBus應(yīng)用報文，需要注意的是在程序設(shè)計時應(yīng)設(shè)計一個線程反復(fù)調(diào)用modbus_Slave執(zhí)行函數(shù)，該函數(shù)為阻塞模式。

舉例如下：

(1)啟動modbus設(shè)備方協(xié)議

hPort = mbusSlave_StartupServer( _T('*'), 1, 10000, mbusSlave_Interface );

或者

hPort=mbusSlave_StartupServer( _T('COM3:9600-8-1-0'),1,10000, mbusSlave_Interface );

(2)線程中調(diào)用執(zhí)行函數(shù)Serverloop 響應(yīng)請求

while( 1 )

{

// 調(diào)用執(zhí)行函數(shù)，用于對ModBus報文的分析和響應(yīng)。

result = mbusSlave_ServerLoop( hPort );

if( result!=0 ) // 檢查是否返回錯誤

{

// 出錯處理：本例為獲取并打印錯誤代碼的文本信息

wcscpy( szText, mbusSlave_GetErrorText( result ) );

i1 = wcslen( szText );

if( i1>0 )

{

wcstombs( strText, szText, i1 );

printf( ' error code: %s!\n', strText );

}

}

}

之前英創(chuàng)公司提供的ModBus通訊協(xié)議軟件，均是以C函數(shù)加靜態(tài)庫（modbus.lib或libmodbus.a文件）的形式提供給客戶。隨著越來越多的客戶使用，英創(chuàng)將ModBus通訊協(xié)議，特別是主控協(xié)議軟件（簡稱modbus_Master）以動態(tài)庫（modbus_Master.dll或libmbusmaster.so文件）的形式預(yù)裝到英創(chuàng)嵌入式工控主板內(nèi)核系統(tǒng)中，以方便客戶應(yīng)用程序的調(diào)用。預(yù)裝Modbus協(xié)議的工控主板包括英創(chuàng)ESM系列所有主板（ESM6802、ESM6800、ESM335x、ESM928x等）。

相關(guān)參考資料