英创信息技术ModBus通讯协议软件包简介

ModBus通讯协议简介

Modbus协议是一种已广泛应用于当今工业控制领域的通用通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、或控制器经由网络（如以太网）可以和其它设备之间进行通信。Modbus协议使用的是主从通讯技术，即由主设备主动查询和操作从设备。一般将主控设备方所使用的协议称为Modbus Master，从设备方使用的协议称为Modbus Slave。典型的主设备包括工控机和工业控制器等；典型的从设备如PLC可编程控制器等。Modbus通讯物理接口可以选用串口（包括RS232和RS485），也可以选择以太网口。其通信遵循以下的过程：

●　主设备向从设备发送请求

●　从设备分析并处理主设备的请求，然后向主设备发送结果

●　如果出现任何差错，从设备将返回一个异常功能码

英创ModBus通讯协议软件产品简介

英创公司推出的ModBus通讯协议软件产品主要应用于英创ARM9嵌入式主板环境，英创工控主板均带有丰富的串口、网络资源、通用GPIO接口等，同时具有强大的处理能力。结合ModBus通讯协议软件，就可非常方便地构成符合ModBus通讯规范的主控（Master）及设备（Slave）的应用平台。针对ModBus通讯的主从方式这一特点，英创公司的ModBus通讯协议软件包分为两个可独立使用的部分，即“ModBus主控协议软件”（简称modbus_Master）以及“ModBus设备方协议软件”（简称modbus_Slave）。目前英创ModBus通讯协议软件运行于WinCE环境下，均以C函数加静态LIB库的形式提供给客户。其主要特征如下：

●　非常适用于实时的工业应用

●　可以支持基于串口的ModBus通讯协议应用或TCP的ModBus通讯协议应用

●　RTU传输模式

●　支持大多数的Modbus功能码操作，包括对线圈、离散开关输入的位操作，以及对寄存器的字节操作

●　支持广播地址

●　可以灵活设置ModBus通讯的超时时间

●　可以获取通讯中传输协议的错误代码的详细信息

英创ModBus协议软件通讯关系图

英创ModBus协议软件支持的功能码

功能码	描述
1	读单个线圈
2	读离散量输入
3	读多个寄存器
4	读输入寄存器
5	写单个线圈
6	写单个寄存器
15	写多个线圈
16	写多个寄存器
22	屏蔽写寄存器
23	读/写寄存器

 

软件基本使用方法

为了方便应用程序的使用，对不同的通讯介质保持一致的代码形式，英创所提供的ModBus协议软件（包括modbus_Master和modbus_Slave）中的API函数可以同时支持基于串口和TCP的Modbus协议，应用程序只需要在调用初始化函数时，用不同参数区分即可，有关参数的说明请参见相应的头文件：modbus_Master.h和modbus_Slave.h

1、modbus_Master的应用

作为Modbus客户端模式的应用，主要是准备请求并向服务器设备发送请求，并等待服务器的响应。在做此类应用开发时，用户可参考Modbus标准文献以及被控设备的通讯接口数据手册，直接调用英创提供的modbus_Master软件包提供了相应的操作API函数，来完成对服务器设备的访问和控制。在进行此类应用开发时，用户只需要包含modbus_master.h/ modbus_master.lib 即可。

2、modbus_Slave的应用

作为ModBus服务器模式的应用，主要需要实现了对于ModBus应用报文的分析与响应，但这还只是ModBus整个通讯的一部分，另一部分是还需要有对应用数据的访问，这部分的内容则需要用户自己来进行定义。为了方便客户的使用，在modbus_Slave软件包中通过函数指针的形式，实现了这些用户接口函数的自动加载，将用户应用数据处理和ModBus应用报文响应关联起来。用户只需根据需求定义这些接口函数来实现相应的功能，各个函数具体的定义是通过专门的一个CPP文件：DataProvider.cpp来实现。

由此可见在这类的开发应用时，需包含两个部分的内容，一部分是 modbus_slave.h/ modbus_slave.lib定义的API函数；另一部分是DataProvider.h /DataProvider.cpp定义的用户数据接口函数，其中接口函数需要用户在DataProvider.cpp中具体实现。

为了及时地响应ModBus应用报文，需要注意的是在程序设计时应设计一个线程反复调用modbus_Slave执行函数，该函数为阻塞模式。

举例如下：

(1)启动modbus设备方协议

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

或者

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

(2)线程中调用执行函数Serverloop 响应请求

while( 1 )

{

// 调用执行函数，用于对ModBus报文的分析和响应。

result = mbusSlave_ServerLoop( hPort );

if( result!=0 ) // 检查是否返回错误

{

// 出错处理：本例为获取并打印错误代码的文本信息

wcscpy( szText, mbusSlave_GetErrorText( result ) );

i1 = wcslen( szText );

if( i1>0 )

{

wcstombs( strText, szText, i1 );

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

}

}

}

之前英创公司提供的ModBus通讯协议软件，均是以C函数加静态库（modbus.lib或libmodbus.a文件）的形式提供给客户。随着越来越多的客户使用，英创将ModBus通讯协议，特别是主控协议软件（简称modbus_Master）以动态库（modbus_Master.dll或libmbusmaster.so文件）的形式预装到英创嵌入式工控主板内核系统中，以方便客户应用程序的调用。预装Modbus协议的工控主板包括英创ESM系列所有主板（ESM6802、ESM6800、ESM335x、ESM928x等）。

相关参考资料

	4~20mA电流环采集应用方案	WinCE下的Modbus主控通讯协议软件
	WinCE下的Modbus设备方协议软件	英创嵌入式Linux工控主板支持Modbus主控协议软件
	Linux下的Modbus设备方协议软件介绍	ESM6802支持Qt MODBUS程序开发
	在英创主板中预装Modbus通讯协议