如何用STM32实现modbus-RTU?

Modbus RTU是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议,基于主从架构,通过串行通信进行数据传输。本文将详细介绍Modbus RTU协议的基本原理,并提供在STM32微控制器上实现Modbus RTU通信的完整代码示例。

1. Modbus RTU协议概述

Modbus RTU的定义和特点

Modbus RTU(Remote Terminal Unit)是一种基于串行通信的Modbus协议传输模式。其主要特点包括:

- 二进制数据传输,数据量较小,传输效率高。

- CRC校验保证数据传输的完整性。

- 适用于RS-232和RS-485等物理层,支持长距离和多点通信。

Modbus RTU的应用场景

Modbus RTU广泛应用于工业自动化系统,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)和SCADA(数据采集与监控系统)中。它用于连接传感器、执行器和其他设备,实现数据采集和控制。

2. Modbus RTU的工作原理

主从架构

Modbus RTU采用主从架构(Master-Slave Architecture)。在这种架构中,主设备(Master)发起通信请求,从设备(Slave)响应请求。主设备可以是计算机、PLC或其他控制器,而从设备通常是传感器或执行器。

数据帧结构

Modbus RTU协议的数据帧结构如下:

- 地址域(Address Field):1字节,表示目标从设备的地址。

- 功能码(Function Code):1字节,表示所执行的操作类型。

- 数据域(Data Field):变长,包含请求或响应的数据。

- CRC校验域(Error Check Field):2字节,用于检测传输错误。

功能码

功能码用于指定Modbus操作的类型,常见的功能码包括:

- 0x01:读线圈(Read Coils)

- 0x02:读离散输入(Read Discrete Inputs)

- 0x03:读保持寄存器(Read Holding Registers)

- 0x04:读输入寄存器(Read Input Registers)

- 0x05:写单个线圈(Write Single Coil)

- 0x06:写单个保持寄存器(Write Single Holding Register)

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