STM Modbus: подключение и использование

Библиотека реализует Modbus RTU Slave для STM32 с использованием HAL. Работает в прерываниях с детектированием конца фрейма по IDLE линии и таймаутами через прерывание таймера.

Быстрый старт

Note: Здесь описано подключение просто архива c исходниками. Если надо подключить библиотеку как субмодуль: см. ветку release в этом репозитории.

1. Настройка периферии

• UART: Настройте в режиме Asynchronous, нужная скорость (9600, 19200, etc), 8N1
• TIM: Настройте таймер для генерации прерываний (например, 1ms tick)
• Включите прерывания для UART и TIM

2. Подключение обработчиков прерываний

Подключите обработчики прерываний UART и TIM в свои IRQ обработчики вместо HAL-обработчиков:

#include "modbus.h"

void USARTx_IRQHandler(void)
{
    RS_UART_Handler(&modbus1);
    return;
    HAL_UART_IRQHandler(&huart);
}

void TIMx_IRQHandler(void)
{
    RS_TIM_Handler(&modbus1);
    return;
    HAL_TIM_IRQHandler(&htim);
}

3. Настройка конфигурации

В modbus_config.h укажите параметры устройства:

// MODBUS PARAMS
#define MODBUS_DEVICE_ID              1     // Адрес устройства в сети Modbus
#define MODBUS_TIMEOUT                100   // Таймаут в тиках таймера (рекомендуется 100-200ms)

// Строковые идентификаторы устройства
#define MODBUS_VENDOR_NAME            "NIO-12"
#define MODBUS_PRODUCT_CODE           ""
#define MODBUS_REVISION               "Ver. 1.0"
#define MODBUS_VENDOR_URL             ""
#define MODBUS_PRODUCT_NAME           ""
#define MODBUS_MODEL_NAME             "STM32F103"
#define MODBUS_USER_APPLICATION_NAME  ""
#define MODBUS_NUMB_OF_USEROBJECTS    0

// Периферия
#define mb_huart                      huart1  // Удобный дефайн для модбасовского UART
#define mb_htim                       htim3   // Удобный дефайн для модбасовского таймера

4. Инициализация в коде

В main() после инициализации HAL:

#include "modbus.h"

int main(void)
{
    // Инициализация HAL
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_TIM3_Init();
    
    // Инициализация Modbus
    MODBUS_SetupHardware(&hmodbus1, &mb_huart, &mb_htim);
    
    // Запуск приема Modbus
    MODBUS_SlaveStart(&hmodbus1, &MODBUS_MSG);
    
    while (1)
    {
        // Основной цикл
    }
}

5. Настройка карты данных

В modbus_data.h настройте регистры и coils под ваше устройство:

Input Registers (только чтение)

typedef struct
{
    uint16_t Temperature;      // Адрес 0
    uint16_t Humidity;         // Адрес 1  
    uint16_t Pressure;         // Адрес 2
    uint16_t Voltage;          // Адрес 3
} MB_DataInRegsTypeDef;

#define R_INPUT_ADDR        0  // Начальный адрес Input регистров
#define R_INPUT_QNT         4  // Количество Input регистров

Holding Registers (чтение/запись)

typedef struct
{
    uint16_t SetpointTemp;     // Адрес 0
    uint16_t SetpointHumidity; // Адрес 1
    uint16_t ControlMode;      // Адрес 2
} MB_DataHoldRegsTypeDef;

#define R_HOLDING_ADDR      0  // Начальный адрес Holding регистров  
#define R_HOLDING_QNT       3  // Количество Holding регистров

Coils (1-битные)

typedef struct
{
    unsigned Relay1    : 1;    // Адрес 0
    unsigned Relay2    : 1;    // Адрес 1  
    unsigned Pump      : 1;    // Адрес 2
    unsigned Heater    : 1;    // Адрес 3
    unsigned reserved  : 12;   // Резерв (выравнивание до 16 бит)
} MB_DataCoilsTypeDef;

#define C_COILS_ADDR        0  // Начальный адрес Coils
#define C_COILS_QNT         4  // Количество Coils

6. Доступ к данным в коде

// Чтение входных регистров
uint16_t temp = MB_DATA.InRegs.Temperature;

// Запись в регистры хранения
MB_DATA.HoldRegs.SetpointTemp = 2500;

// Управление coils
MB_Set_Coil_Local(&MB_DATA.Coils, 0);  // Включить Relay1
MB_Reset_Coil_Local(&MB_DATA.Coils, 1); // Выключить Relay2

// Чтение coil
if (MB_Read_Coil_Local(&MB_DATA.Coils, 2)) {
    // Pump включен
}

Поддерживаемые функции Modbus

Функция	Код	Описание
Read Coils	0x01	Чтение дискретных выходов
Read Input Registers	0x04	Чтение входных регистров
Read Holding Registers	0x03	Чтение регистров хранения
Write Single Coil	0x05	Запись одиночного coil
Write Single Register	0x06	Запись одиночного регистра
Write Multiple Coils	0x0F	Запись множественных coils
Write Multiple Registers	0x10	Запись множественных регистров
Read Device Identification	0x2B	Чтение идентификации устройства