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1、完整版freeModbus代码解读及移植笔记1. FreeModbus协议分析协议必须首先调用初始化功能eMBinit()函数。后调用 eMBEnable()，最后，在循环体或者单独一个任务中调用eMBPoll()函 数。2. 应用层协议2.1. 系统的启动2.1.1. eMBI nit()函数的源码分析以 RTU 方式为例，首先，检查调用的地址是否合法。如不合法， 返回错误。如果合法则继续执行，首先，针对RTU方式还是ASCII方式，选择不同的编译模块。 对需要调用的函数指针进行复制。如果移植需要改变其他用途， 则要修改相应的指针，包括如下赋值：pvMBFrameStartCur = eMB
2、RTUStart; pvMBFrameStopCur = eMBRTUStop; peMBFrameSendCur = eMBRTUSend; peMBFrameReceiveCur = eMBRTUReceive; pvMBFrameCloseCur = MB_PORT_HAS_CLOSE ?vMBPortClose :NULL; pxMBFrameCBByteReceived= xMBRTUReceiveFSM; pxMBFrameCBTransmitterEmpty = xMBRTUTransmitFSM; pxMBPortCBTimerExpired = xMBRTUTimerT35E
3、xpired; 然 后 调 用 eStatus =eMBRTUInit( ucMBAddress, ucPort, ulBaudRate, eParity);具体初始化通讯端口。2.1.2. eMBRTUIniteMBRTUI nit这个函数主要干两件事： 第一，初始化串口：if( xMBPortSerialInit(ucPort, ulBaudRate, 8, eParity ) != TRUE ) eStatus = MB_EPORTERR;这个函数在portserial.c中，需要用户在移植的时候根据自己的处 理器编写。第二，初始化计时器：首先要根据波特率计算一下是 3.55.0 个 字
4、节周期的时间，然 后再调用 xMBPortTimersInit( ( USHORT ) usTimerT35_50us)，初始化计时器。这个函数在中，需要用户在移植 的时候根据自己的处理器编写。porttimer.c2.1.3. eMBE nable源码分析首先，看看 Modbus 功能是否是被关闭的，如果不是被关闭(可 能是没有被初始化或者已经打开)，就返回错误。如果是disable状态，就干下面两件事：l调用pvMBFrameStartCur()。由于这是个函数指针，在模块 eMBInit 中，指向了 eMBRTUStart 函数n 在源代码中有这样一段注释：，意思是，首先设置成 STAT
5、E_RX_INIT ，然 后 打开 计时 器， 等待 t3.5 以后 ， 进入 STATE_RX_IDLE 状态。n 看源代码中，首先有设置 Receiver 的状态，后调用 vMBPortSerialEnable，设置接收状态，然后打开定时器。n 当定时器中断后，自动调用中断服务程序，在中断服务程序中， 只调用了 pxMBPortCBTimerExpired 而这是一函数指针，在RTU 方式初始化时，被指向了xMBRTUTimerT35Expired()函数。n xMBRTUTimerT35Expired 函数在 mbrtu.c 中，在这里，我们 只看第一种方式，就是进入初始化状态，在 t3
6、5 时间以后，只调用了 个 xNeedPoll =xMBPortEventPost( EV_READY );n xMBPortEve ntPost函数就是在事件队列里加了一个EV_RDY事 件。l然后，将eMB状态改为使能状态，l 初始化结束。2.2 .总线侦听 eMBPoll()首先，判断系统是否被使能，如果没有，则返回错误值。 然后，检查是否有事件发生，如果有，则根据不同类型的事件响 应：l如果是EV_RDY，表示系统刚刚进入侦听状态，则什么都不做；l如果状态为EV_FRAME_RECEIVED，也就是接收到完整的帧， 做下面两件事情：n 调 用 eStatus=peMBFrameRece
7、iveCur( &ucRcvAddress,&ucMBFrame, &usLength)。这是一个函数指针，在eMBInit中，被初始化指向 eMBRTUReceive。n eMBRTUReceive这个函数首先校验帧的长度和CRC，然后从 协议中解析出地址、数据和长度。n 然后检查地址，如果是广播地址或者是本机地址，就调用 xMBPortEventPost( EV-EXECUTE) ， 将接 收器 的 状态 更 改为 EV_EXECUTE。l如果状态为EV_EXECUTE，就在函数列表中检查，有没有与命令 字段相符合的函数来解析相应则执行该函数，否则返回非法功能代码。数据发送2.3.发送数据
8、通过指针eMBRTUSend，调用eMBRTUSend函数。2.3.1. eMBRTUSe nd函数 这个函数的作用就是打包，将数据打包成帧。l首先，检查接收状态。因为MODBUS是基于RS-485半双工通 讯，所以当正在接收数据时，不发送该帧。l如果总线空，就将数据打包，将地址和CRC加入数据帧l 将总线状态改为发送。2.4. 功能注册l 对于指定的功能代码，需要一个功能回调函数来处理，格式如下 eMBException eMXXXXXX ( UCHAR *pucFrame, USHORT *usLen )丨需要通过函数eMBRegisterCB(功能代码，函数名)加到处理代码 中。具体源码
9、分析从略。2.4.1. prvvUARTTxReadyISR()总线状态改为发送后， 会在发送 缓冲时， 自动调用 prvvUARTTxReadyISR()中断服务程序。prvvUARTTxReadyISR()只调 用了一个函数，就是 pxMBFrameCBTransmitterEmpty()。 2.4.2. pxMBFrameCBByteReceived() pxMBFrameCBTransmitterEmpty() 是一个指针，指向了 xMBRTUTransmitFSM函数。3数据链路层协议数据链路层是最基本的打包部分，将数据打包成帧，送到应用层。 在数据链路层协议中，使用中断方式来接受。
10、那么每次接收到字符就 自动调用接收字符的 ISR 程序。按照规定，应该将中断服务程序安装 给prvvUARTRxISR(void)函数。实际上这个函数只调用了一个函数： pxMBFrameCBByteReceived() ， 这 个 指 针 调 用 了 xMBRTUReceiveFSM 函数。3.1. xMBRTUReceiveFSM()函数 函数首先检查是不是处于发送状态。如果处于发送状态，直接退 出。l 首先调用 xMBPortSerialGetByte( ( CHAR * ) & ucByte)，获取 从串口读到的字符。l 然后检查接受状态：n 如果是错误状态或者处于初始化状态，那么直接
11、等待，错过该 帧。n如果是STATE_RX_IDLE空闲状态，则将指针重置，将收到的第 一个字节存储到缓冲区，并将状态改为STATE_RX_RCV状态。n 如果处于接收状态，就判断，如果缓冲区未满，就将收到的字 节放入缓冲区，否则改为错误状态。l不管在任何状态，最后都开启了 t35计时器。在t35结束的时候， 通过指针调用了函数。xMBRTUTimerT35Expired().这么长l xMBRTUTimerT35Expired()函数检查状态，如果是接收 状态那就表明，已经有t35EV_FRAME_RECEIVED 的时间里，没有收到任新字节，当前 的帧结束。在队列里增加一个事件。如果是错误
12、状态，什么都不做。丨然后关掉计时器，将状态改为空闲。l3.2. xMBRTUTra nsmitFSM(函数首先判断总线是否忙，如果忙， 则终止。如果不忙，则继续，根据xMBRTUTra nsmitFSM发送状态变 量：(空闲)状态，则打开端口发送I如果当前为STATE_TX_IDLE， 则进一步判断发送队列是否为空， l 如果当前状态为 STATE_TX_XMIT 如果不空，则发送下一个字符n如果空，说明发送完成，关闭发送端口，改为侦听，并将状态改 为空闲。n4. 传输控制除了传输控制以外，还有传输控制的若干函数。通过 下面几个指针来调用：pvMBFrameStopCur() pvMBFram
13、eCloseCur()函数 4.1. pvMBFrameStopCur()pvMBFrameStopCur 是一个函 数指针，在RTU方式下，它指向eMBRTUStop()函数。该函数做下面 几件事情:l 关闭侦听和发送freeModbus 的代码库还是很好用的，本人在 wince 和 C8051F410下均移植成功(只用到RTU模式)。但freeModbus提 供的文档比较少，只能对照着 Modbus 协议一点点试着读懂源代码。 下面是阅读代码期间的跟踪笔记：1、eMBErrorCode为枚举类型变量，代表错误码，共有8个错误 代号。常用的是MB_ENOERR，即没有错误。2、eMBMode
14、 枚举类型变量代表设备的工作模式，分别是 MB_RTU、MB_ASCII和 MB_TCP。3、eMBEventType 枚举类型变量定义了 event 的类型，分别是 EV_READY，代表 Startup 启动完成；EV_FRAME_RECEIVED 代表接 收到帧；EV_EXECUTE代表执行功能函数；EV_FRAME_SENT代表帧已发送。4 、 eMBParity 枚举类型变量代表奇偶校验选项，分别是 MB_PAR_NONE 无校验，MB_PAR_ODD 奇校验，和 MB_PAR_EVEN 偶校验。函数中初、 mb.c 文件中的静态变量存储设备地址，此变量在 eMBInitucMBAd
15、dress 5 始化。源码进行了更改，例如尽量不使用函 数指库中的C51Modbus中将freeModbus6、在中的工作模式，来判 断调用哪个 eMBCurrentMode 针，而是直接调用相关功能函数，根 据编译器特有的关键词。Keil库中某些函数声明前加上reentrant，这 是函数。在 freeModbus 这样做带来的一个不足是：不能动态绑定函 数，从而导致库代码失去可移植性。这样做是 C51 标准不兼容的特殊 性导致的。编译器与ANSI实 际 上 就 是 关 宏 ， 和 EXIT_CRITICAL_SECTION() 、 7ENTER_CRITICAL_SECTION()闭和打开
16、全局中断。协议栈。层，也就是独立于 8、带 xMBPort 前缀的函数都属于 port layerModBusenum表示返回9、freeModbus库中函数名称的第一字母表示 返回值类型，例如e布尔类型。注意这条规则并不是总成立，v枚举类 型；表示void无返回值；BOOLx表示协议栈的但主要函数基本上还 是符合此规则的。第一个字母后的ModBusMB代表是属于函数。UartO需要用其值计算10、port.h文件中宏#define F_MCU定 义了单片机的工作频率。定时器的重装入值。Tick定时器和main中，使用协议栈的方法是：11、在程序主函数eStatus = eMBInit( MB_RTU, 0x0A, 0, 9600, MB_PAR_EVE
