Modbus協定的簡要介紹以及程式編寫

從今天開始逐漸整理工作中的内容，以及嵌入式工作的心得總結和大家一起分享，一起進步，走向美好生活。今天先從Modbus協定開始，先簡要介紹一下Modbus協定，然後是程式編寫流程，最後跟大家分享一個Modbus程式編寫執行個體。

一、Modbus協定的簡要介紹

Modbus是一種通信協定，用于在工業自動化領域中實作裝置之間的通信。Modbus協定最初由Modicon公司開發，現已成為工業自動化領域中廣泛使用的通信協定之一。

Modbus協定主要分為以下幾種類型：

1. Modbus RTU：基于序列槽通信的一種二進制協定，用于在串行通信中傳輸資料。
2. Modbus ASCII：基于ASCII碼的一種協定，用于在串行通信中傳輸資料。
3. Modbus TCP：基于TCP/IP協定的一種協定，用于在以太網中傳輸資料。

Modbus協定支援多種功能碼，用于實作不同種類的操作，例如讀取寄存器、寫入寄存器、讀取線圈狀态、寫入線圈狀态等。

Modbus協定采用主從結構，即Modbus主機向Modbus從機發送請求，Modbus從機響應請求并傳回資料。Modbus主機和Modbus從機通過位址進行識别，Modbus主機可以同時連接配接多個Modbus從機進行通信。

Modbus協定的優點包括通信速度快、可靠性高、應用廣泛等，是以在工業自動化領域中得到了廣泛的應用。

二、Modbus協定的編寫步驟

編寫嵌入式Linux Modbus應用程式需要以下步驟：

1. 确認硬體環境：确定所使用的嵌入式硬體是否支援Modbus通信協定，以及硬體的接口類型（序列槽、以太網等）。
2. 安裝Modbus庫：在Linux系統中安裝Modbus庫，例如libmodbus，以便在應用程式中使用Modbus通信協定。
3. 編寫應用程式：使用C語言等程式設計語言編寫應用程式，實作Modbus通信協定的讀寫操作。其中包括以下步驟：

• 初始化Modbus通信環境：包括設定通信參數、連接配接裝置等。
• 發送Modbus指令：使用Modbus協定中的指令碼，向裝置發送讀寫請求。
• 接收裝置響應：等待裝置響應，并解析響應資料。
• 處理資料：根據裝置響應資料進行相應的處理，例如資料解析、格式轉換、存儲等。

1. 測試應用程式：在實際應用場景中測試應用程式的功能和穩定性，進行調試和優化。

需要注意的是，在編寫Modbus應用程式時，需要了解Modbus通信協定的相關規範和細節，以確定通信的正确性和穩定性。

三、Modbus協定的編寫執行個體

以下是一個簡單的Modbus應用程式執行個體，使用C語言和libmodbus庫實作Modbus通信協定的讀取操作：

#include <stdio.h>
#include <modbus.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    modbus_t *ctx;
    uint16_t reg[2];

    /* 建立Modbus通信環境 */
    ctx = modbus_new_rtu("/dev/ttyUSB0", 9600, 'N', 8, 1);
    if (ctx == NULL) {
        fprintf(stderr, "無法建立Modbus通信環境\n");
        return -1;
    }

    /* 連接配接Modbus裝置 */
    if (modbus_connect(ctx) == -1) {
        fprintf(stderr, "無法連接配接Modbus裝置\n");
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    /* 讀取Modbus寄存器的值 */
    if (modbus_read_registers(ctx, 0, 2, reg) == -1) {
        fprintf(stderr, "無法讀取Modbus寄存器\n");
        modbus_close(ctx);
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    /* 列印讀取到的寄存器值 */
    printf("Modbus寄存器值為：%d, %d\n", reg[0], reg[1]);

    /* 斷開Modbus裝置連接配接，并釋放Modbus通信環境 */
    modbus_close(ctx);
    modbus_free(ctx);

    return 0;
}           

該程式通過libmodbus庫實作Modbus通信協定的讀取操作，讀取Modbus裝置中位址為0和1的兩個寄存器的值，并将結果列印出來。其中，modbus_new_rtu()函數用于建立Modbus通信環境，modbus_connect()函數用于連接配接Modbus裝置，modbus_read_registers()函數用于讀取Modbus寄存器的值，modbus_close()函數用于斷開Modbus裝置連接配接，modbus_free()函數用于釋放Modbus通信環境。