libmodbus源码框架分析

 

11.2libmodbus源码框架分析

libmodbus作为一个优秀且免费开源的跨平台支持RTU 和 TCP模式的Modbus开发库，非常值得大家借鉴和学习。本章对libmodbus源代码进行阅读和分析。

11.2.1核心函数

以Modbus RTU协议为例，主设备、从设备初始化后：

①主设备就可以启动请求，即“发送消息”给从设备。

②从设备接收到请求后构造数据，启动响应即“发送回复”。

③主机收到响应后，会“检查响应”。

如下图所示：

分析“libmodbus-3.1.10 estsunit-test-client.c”、“libmodbus-3.1.10 estsunit-test-server.c”，可以得到下面核心函数的使用过程：

11.2.2框架与数据结构

站在APP开发的角度来说，使用上一节里介绍的libmodbus函数即可。但是，数据的传输必定涉及到底层数据传输。所以，从数据的收发过程，可以把使用libmodbus的源码分为3层：

①APP：它知道要做什么，主设备要读写哪些寄存，从设备提供、接收什么数据。

②Modbus核心层：向上提供接口函数，向下调用底层代码构造数据包并发送、接收数据包并解析。

③后端（数据传输）：进行硬件相关的数据封包与发送、接收与解包。

对于核心层、后端，抽象出了如下结构体：

核心层modbus_t结构体的成员含义如下：

后端modbus_backend_t结构体的成员含义如下：

成员	含义
unsigned int backend_type；	后端类型，是RTU还是TCP
unsigned int header_length；	头部长度，比如RTU数据包前面需要有1字节的设备地址，头部长度就是1
unsigned int checksum_length；	校验码长度，RTU的校验码是2字节
unsigned int max_adu_length；	ADU（数据包）最大长度
set_slave	设置从站地址
build_request_basis	设置RTU请求包的基本数据，这些数据的格式是一样的，比如req[0]是从设备地址，req[1]是功能码，req[2]和req[3]是寄存器地址，req[4]和req[5]是寄存器数量
build_response_basis	设置RTU回应包的基本数据，这些数据的格式是一样的，比如req[0]是从设备地址，req[1]是功能码
prepare_response_tid	生产传输标识TID，在TCP中使用
send_msg_pre	发送消息前的准备工作，对于RTU是填充CRC检验码，对于TCP是填充头部的Length
send	发送数据包
receive	接收数据包
recv	接收原始数据，receive会调用recv得到原始数据然后解析出数据包
check_integrity	检查数据包的完整性
pre_check_confirmation	检查响应数据包是否有效时，先执行pre_check_confirmation做一些简单的检查
connect	硬件相关的连接，对于RTU就是打开串口、设置串口波特率等；对于TCP则是连接对端
is_connected	判断是否已经连接
close	关闭连接
flush	清空接收到的、未处理的数据
select	阻塞一段时间以等待数据
free	释放分配的modbus_t等结构体