freemodbus移植进STM32(包含HAL库和标准库两种方法)

freemodbus移植

基于freemodbus1.6
使用HAL库
软件：stm32cubemx  stm32cubeide

后续会更新标准库的移植。以及rtos下的移植（尽量）

下载freemodbus1.6

这个获取方法网上到处都是，不细说了。
cubemx新建工程

新建工程只列出了与移植freemodbus相关的设置
这里我使用的是485通信，所以额外使能了一个引脚

使能一个定时器，这里我用的是tim2。并且开始定时器2中断

其他设置如下图，参数其实设什么无所谓，因为后面要改的，我们并不用系统的初始化函数。

然后使能一个串口，我这里用的串口1，参数其实设什么无所谓，因为后面要改的，

这里可以把串口1和定时器2的最前面的取消勾选，就不会生成他们的初始化函数，不勾也没有太大关系，因为我们的函数在他之后，会覆盖掉系统的设置。

另外在中断优先级设置中，将串口优先级设置高于定时器2，数字越小越高。

相关的中断处理函数也要生成。

然后就可以generate code！生成代码。
代码修改

首先我们在我们项目的根目录中新建一个freemodbus文件夹，文件夹中再建一个modbus文件夹，一个port文件夹。

把你最开始下载下来的freemodbus中modbus文件夹中的内容复制到你刚才的modbus文件夹中，

把你最开始下载下来的freemodbus中demo/bare路径下的内容全部复制到你刚才的port文件夹中

然后我们进入cubeide，右键项目->属性，配置头文件和源文件路径。

把如图六个头文件路径添加。

把如图最下面两个源文件路径添加。

先在port.h文件中补充这两个宏定义，这是HAL库的全局中断开启、关闭函数。

ok，然后我们修改portserail.c
这两个函数前面的static标志去掉。

vMBPortSerialEnable函数修改如下

1. void
2. vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable )
3. {
4.     /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable
5.      * transmitter empty interrupts.
6.      */
7.         if (xRxEnable)                                                //将串口收发中断和modbus联系起来，下面的串口改为自己使能的串口
8.                                 {
9.                                         __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE);        //我用的是串口2，故为&huart2
10.                                         HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);//
11.                                 }
12.                         else
13.                                 {
14.                                         __HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE);
15.                                         HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
16.                                 }
17.         if (xTxEnable)
18.                                 {
19.                                 HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
20.                                         __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_TXE);
21.                                 }//
22.                         else
23.                                 {
24.                                 HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);//
25.                                         __HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_TXE);
26.                                 }
28. }

复制代码

串口初始化函数如下

1. BOOL
2. xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity )
3. {
4.                         huart2.Instance = USART2;
5.                     huart2.Init.BaudRate = ulBaudRate;
6.                     huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
7.                     huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
8.                     huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
9.                     huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
11.                     switch(eParity)
12.                     {
13.                     // 奇校验
14.                     case MB_PAR_ODD:
15.                         huart2.Init.Parity = UART_PARITY_ODD;
16.                         huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B;            // 带奇偶校验数据位为9bits
17.                         break;
19.                     // 偶校验
20.                     case MB_PAR_EVEN:
21.                         huart2.Init.Parity = UART_PARITY_EVEN;
22.                         huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B;            // 带奇偶校验数据位为9bits
23.                         break;
25.                     // 无校验
26.                     default:
27.                         huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
28.                         huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;            // 无奇偶校验数据位为8bits
29.                         break;
30.                     }
32.                     return HAL_UART_Init(&huart2) == HAL_OK ? TRUE : FALSE;
33. }

复制代码

收发字节函数如下

1. BOOL
2. xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte )
3. {
4.     /* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called
5.      * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been
6.      * called. */
7.         HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_SET);//
9.             if(HAL_UART_Transmit (&huart2 ,(uint8_t *)&ucByte,1,10) != HAL_OK )
10.                 return FALSE ;//HAL_UART_Transmit最后一位形参为最大发送时间，
11.                                               //超出改时间退出发送，可能导致485发送失败，可稍微长一点。
12.             else
13.                 return TRUE;
14. }
16. BOOL
17. xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte )
18. {
19.     /* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called
20.      * by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived( ) has been called.
21.      */
22.            HAL_GPIO_WritePin(EN485_GPIO_Port, EN485_Pin, GPIO_PIN_RESET);
24.             if(HAL_UART_Receive (&huart2,(uint8_t *)pucByte,1,10) != HAL_OK )
25.                 return FALSE ;
26.             else
27.                 return TRUE;
28. }

复制代码

然后我们修改porttimer.c
首先依旧去掉这个函数前的static标志，方便之后调用，函数声明和函数实体前的static都要去掉

然后修改这几个函数：
定时器初始化函数

1. BOOL
2. xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us )
3. {
4.                         TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
5.                     TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
7.                     htim2.Instance = TIM2;
8.                     htim2.Init.Prescaler = 3599;                                                                // 50us记一次数
9.                     htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
10.                     htim2.Init.Period = usTim1Timerout50us-1;                                        // usTim1Timerout50us * 50即为定时器溢出时间
11.                     htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
12.                     htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
13.                     if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
14.                     {
15.                         return FALSE;
16.                     }
17.                     sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
18.                     if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
19.                     {
20.                         return FALSE;
21.                     }
22.                     sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE;
23.                     sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
24.                     if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
25.                     {
26.                         return FALSE;
27.                     }
29.                     return TRUE;
30. }

复制代码

然后是定时器开启、关闭、中断服务函数

1. inline void
2. vMBPortTimersEnable(  )
3. {
4.     /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */
5.                 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);//避免程序一上电就进入定时器中断
6.                 __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
7.                 __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);                // 清空计数器
8.             __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);                                // 使能定时器
10. }
12. inline void
13. vMBPortTimersDisable(  )
14. {
15.     /* Disable any pending timers. */
16.     __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);                                // 禁能定时器
17.         __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,0);
18.         __HAL_TIM_DISABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
19.         __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
20. }
22. /* Create an ISR which is called whenever the timer has expired. This function
23. * must then call pxMBPortCBTimerExpired( ) to notify the protocol stack that
24. * the timer has expired.
25. */
26. void prvvTIMERExpiredISR( void )
27. {
28.     ( void )pxMBPortCBTimerExpired(  );
29. }

复制代码

最后还有两处修改，有的教程中并没有提到这两处修改，应该是与vMBPortSerialEnable中使用USART_IT_TC还是USART_IT_TXE中断标志有关，如果使用USART_IT_TC中断的话需要添加这两处修改，就我目前使用USART_IT_TXE中断标志的情况下，加上这两处修改也并无问题，待后续研究明白了再更新

1. //启动第一次发送，进入发送完成中断
2.            xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );
3.            pucSndBufferCur++;  /* next byte in sendbuffer. */
4.            usSndBufferCount--;
5.                    //添加代码end

复制代码

1. //插入代码begin
2.                 if(eStatus==MB_ENOERR)
3.                 {
4.                         xMBRTUTransmitFSM();  //发送一帧数据中第一个字节出发发送完成中断
5.                 }
6.                 //插入代码end

复制代码

在系统的中断处理.c中添加以下的函数声明，有些教程是自己写的中断处理，这里我们还是用系统自己的。

定时器中断处理函数：

1. void TIM2_IRQHandler(void)
2. {
3.   /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
5.           HAL_NVIC_ClearPendingIRQ(TIM2_IRQn);
7.   /* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
8.   HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
9.   /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */
11.   /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
12. }

复制代码

串口中断函数：

1. void USART2_IRQHandler(void)
2. {
3.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
4.           if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2, UART_IT_RXNE)!= RESET)
5.                           {
6.                                   prvvUARTRxISR();//接收中断
7.                           }
9.                   if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2, UART_IT_TXE)!= RESET)
10.                           {
11.                                   prvvUARTTxReadyISR();//发送中断
12.                           }
14.             HAL_NVIC_ClearPendingIRQ(USART2_IRQn);
15.   /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
16.   HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
17.   /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
19.   /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
20. }

复制代码

在文档末尾user code 代码段添加定时器中断回调函数：

1. /* USER CODE BEGIN 1 */
2. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
3. {
4.   /* NOTE : This function Should not be modified, when the callback is needed,
5.             the __HAL_TIM_PeriodElapsedCallback could be implemented in the user file
6.    */
7.         if(htim->Instance == TIM2)
8.         {
9.                 prvvTIMERExpiredISR( );
10.         }
12. }
13. /* USER CODE END 1 */

复制代码

回到main函数


首先包含几个头文件
在Private define段添加如下：

1. /* Private define ------------------------------------------------------------*/
2. /* USER CODE BEGIN PD */
3. //输入寄存器起始地址
4. #define REG_INPUT_START       0x0001
5. //输入寄存器数量
6. #define REG_INPUT_NREGS       8
7. //保持寄存器起始地址
8. #define REG_HOLDING_START     0x0001
9. //保持寄存器数量
10. #define REG_HOLDING_NREGS     8
12. //线圈起始地址
13. #define REG_COILS_START       0x0001
14. //线圈数量
15. #define REG_COILS_SIZE        16
17. //离散寄存器起始地址
18. #define REG_DISCRETE_START    0x0001
19. //离散寄存器数量
20. #define REG_DISCRETE_SIZE     16
21. /* USER CODE END PD */

复制代码

Private variables段添加如下：

1. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
3. /* USER CODE BEGIN PV */
4. //输入寄存器内容
5. uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
6. //输入寄存器起始地址
7. uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
9. //保持寄存器内容
10. uint32_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
11. //保持寄存器起始地址
12. uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
14. //线圈状态
15. uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
16. //离散输入状态
17. uint8_t usRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
19. uint8_t testfalg=0;
21. extern unsigned char NUM [];
22. /* USER CODE END PV */

复制代码

Private function prototypes段添加如下：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
2. /**
3. * @Brief : 读输入寄存器处理函数，功能码04
4. * @param  pucRegBuffer    保存输入寄存器值的缓存
5. * @param  usAddress       寄存器地址
6. * @param  usNRegs         读取个数
7. * @return?eMBErrorCode?
8. */
9. eMBErrorCode
10. eMBRegInputCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs )
11. {
12.     eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
13.     int             iRegIndex;
15.     if( ( usAddress >= REG_INPUT_START )\
16.         && ( usAddress + usNRegs <= REG_INPUT_START + REG_INPUT_NREGS ) )
17.     {
18.         iRegIndex = ( int )( usAddress - usRegInputStart );
19.         while( usNRegs > 0 )
20.         {
21.             *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] >> 8 );
22.             *pucRegBuffer++ = ( UCHAR )( usRegInputBuf[iRegIndex] & 0xFF );
23.             iRegIndex++;
24.             usNRegs--;
25.         }
26.     }
27.     else
28.     {
29.         eStatus = MB_ENOREG;
30.     }
32.     return eStatus;
33. }
35. /**
36. * @Brief : 读保持寄存器处理函数，功能码03
37. * @param  pucRegBuffer
38. * @param  usAddress
39. * @param  usNRegs
40. * @param  eMode
41. * @return?eMBErrorCode?
42. */
43. eMBErrorCode
44. eMBRegHoldingCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode )
45. {
46.         eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
47.         int             iRegIndex;
50.         if((usAddress >= REG_HOLDING_START)&&\
51.                 ((usAddress+usNRegs) <= (REG_HOLDING_START + REG_HOLDING_NREGS)))
52.         {
53.                 iRegIndex = (int)(usAddress - usRegHoldingStart);
54.                 switch(eMode)
55.                 {
56.                         case MB_REG_READ://�??? MB_REG_READ = 0
57.                 while(usNRegs > 0)
58.                                 {
59.                                         *pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] >> 8);
60.                                         *pucRegBuffer++ = (uint8_t)(usRegHoldingBuf[iRegIndex] & 0xFF);
61.                                   iRegIndex++;
62.                                   usNRegs--;
63.                                 }
64.                 break;
65.                         case MB_REG_WRITE://�??? MB_REG_WRITE = 1
66.                         while(usNRegs > 0)
67.                                 {
68.                                         usRegHoldingBuf[iRegIndex] = *pucRegBuffer++ << 8;
69.                                   usRegHoldingBuf[iRegIndex] |= *pucRegBuffer++;
70.                                   iRegIndex++;
71.                                   usNRegs--;
72.                         }
73.                 }
74.         }
75.         else//错误
76.         {
77.                 eStatus = MB_ENOREG;
78.         }
80.         return eStatus;
81. }
83. /**
84.   *****************************************************************************
85.   * @Name   : 操作线圈
86.   *
87.   * @Brief  : 对应功能�???0x01 -> eMBFuncReadCoils
88.   *                    0x05 -> eMBFuncWriteCoil
89.   *                    0x15 -> 写多个线�??? eMBFuncWriteMultipleCoils
90.   *
91.   * @Input  : *pucRegBuffer：数据缓冲区，响应主机用
92.   *           usAddress:     寄存器地�???
93.   *           usNRegs:       操作寄存器个�???
94.   *           eMode:         功能�???
95.   *
96.   * @Output : none
97.   *
98.   * @Return : Modbus状�?�信�???
99.   *****************************************************************************
100. **/
101. eMBErrorCode eMBRegCoilsCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils, eMBRegisterMode eMode )
102. {
103.         eMBErrorCode        eStatus = MB_ENOERR;
104.         int                         iNCoils = ( int )usNCoils;
105.         unsigned short        usBitOffset;
107.         /* Check if we have registers mapped at this block. */
108.         if( ( usAddress >= REG_COILS_START ) &&        ( usAddress + usNCoils <= REG_COILS_START + REG_COILS_SIZE ) )
109.         {
110.                 usBitOffset = ( unsigned short )( usAddress - REG_COILS_START );
111.                 switch ( eMode )
112.                 {
113.                         /* Read current values and pass to protocol stack. */
114.                         case MB_REG_READ:
115.                         while( iNCoils > 0 )
116.                         {
117.                                 *pucRegBuffer++ = xMBUtilGetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,        ( unsigned char )( iNCoils > 8 ? 8 : iNCoils ) );
118.                                 iNCoils -= 8;
119.                                 usBitOffset += 8;
120.                         }
121.                         break;
123.                                 /* Update current register values. */
124.                         case MB_REG_WRITE:
125.                         while( iNCoils > 0 )
126.                         {
127.                                 xMBUtilSetBits( ucRegCoilsBuf, usBitOffset,        ( unsigned char )( iNCoils > 8 ? 8 : iNCoils ),        *pucRegBuffer++ );
128.                                 iNCoils -= 8;
129.                                 usBitOffset += 8;
130.                         }
131.                         break;
132.                 }
134.         }
135.         else
136.         {
137.                 eStatus = MB_ENOREG;
138.         }
139.         return eStatus;
140. }
143. /**
144.   *****************************************************************************
145.   * @Name   : 操作离散寄存�???
146.   *
147.   * @Brief  : 对应功能�???0x02 -> eMBFuncReadDiscreteInputs
148.   *
149.   * @Input  : *pucRegBuffer：数据缓冲区，响应主机用
150.   *           usAddress:     寄存器地�???
151.   *           usNRegs:       操作寄存器个�???
152.   *
153.   * @Output : none
154.   *
155.   * @Return : Modbus状�?�信�???
156.   *****************************************************************************
157. **/
158. //eMBErrorCode eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
159. //{
160. //        pucRegBuffer = pucRegBuffer;
162. //        return MB_ENOREG;
163. //}
165. eMBErrorCode
166. eMBRegDiscreteCB( UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete )
167. {
168.     eMBErrorCode    eStatus = MB_ENOERR;
169.     short           iNDiscrete = ( short )usNDiscrete;
170.     USHORT  usBitOffset;
172.     /* Check if we have registers mapped at this  block. */
173.     if( ( usAddress >= REG_DISCRETE_START ) && ( usAddress + usNDiscrete <= REG_DISCRETE_START + REG_DISCRETE_SIZE ) )
174.     {
175.         usBitOffset = ( USHORT )( usAddress - REG_DISCRETE_START );
176.         while( iNDiscrete > 0 )
177.         {
178.             *pucRegBuffer++ =
179.             xMBUtilGetBits( usRegDiscreteBuf, usBitOffset,( UCHAR )( iNDiscrete > 8 ? 8 : iNDiscrete ) );
180.             iNDiscrete -= 8;
181.             usBitOffset += 8;
182.         }
183.     }
184.     else
185.     {
186.         eStatus = MB_ENOREG;
187.     }
188.     return eStatus;
189. }
190. /* USER CODE END PFP */

复制代码

新建变量estatus  前后说的这些添加内容必须夹在user code字段中，否则cubemx修改工程重新生成代码后，你修改的内容会消失

初始化、使能

因为前面在串口初始化中，串口选择是被我写死的，不能通过这里的第三个形参去选择使用串口几，但是通过简单修改可以实现自由配置
最后在main函数中启动轮询就可以了

最后你把想传出去的数据放在各个寄存器中，外部modbus主机就可以查询到你放入寄存器的数据了

1. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
3. /* USER CODE BEGIN PV */
4. //输入寄存器内容
5. uint16_t usRegInputBuf[REG_INPUT_NREGS] = {0x1000,0x1001,0x1002,0x1003,0x1004,0x1005,0x1006,0x1007};
6. //输入寄存器起始地址
7. uint16_t usRegInputStart = REG_INPUT_START;
9. //保持寄存器内容
10. uint32_t usRegHoldingBuf[REG_HOLDING_NREGS] = {0x147b,0x3f8e,0x147b,0x400e,0x1eb8,0x4055,0x147b,0x408e};
11. //保持寄存器起始地址
12. uint16_t usRegHoldingStart = REG_HOLDING_START;
14. //线圈状态
15. uint8_t ucRegCoilsBuf[REG_COILS_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
16. //离散输入状态
17. uint8_t usRegDiscreteBuf[REG_DISCRETE_SIZE / 8] = {0x01,0x02};
19. uint8_t testfalg=0;
21. extern unsigned char NUM [];
22. /* USER CODE END PV */

复制代码

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