前面我們已經分析了Modbus RTU的更新設計和具體實作（如果不清楚可檢視前一篇文章）。其實Modbus ASCII與Modbus RTU都是基于串行鍊路實作的，是以有很多的共同點，基于此，這篇文章我們隻讨論與Modbus RTU所不同的部分。
1、更新設計
關于原來的協定棧在Modbus ASCII主站應用時所存在的局限性與Modbus RTU也是一樣的，是以我們不分析它的不足，隻讨論更新設計。我們将主站及其所通路的從站定義為通用的對象，而當我們在具體應用中使用時，再将其特例化為特定的主站和從站對象。
首先我們來考慮主站，原則上我們規劃的每一個主站對象對應我們裝置上的一個端口，這裡所說端口就是指序列槽。那麼在同一端口下，也就是在一個特定主站下，我們可以定義多個位址不同的從站。而在不同的端口上可以具有位址相同的從站。如下圖所示：
從上圖中我們可以發現，我們的目的就是讓協定棧支援，多主站和多從站，并且在不同主站下，從站的位址重複不受影響。從上圖看視乎一個主站對象可以同時管理254個從站對象，事實上還要受到帶載能力的影響。
接下來我們還需要考慮從站對象。主站對從站的操作無非兩類：讀從站資訊和寫從站資訊。對于讀從站資訊來說，主站需要發送請求指令，等待從站傳回響應資訊，然後主站解析收到的資訊并更新對應的參數值。有兩點需要我們考慮，第一傳回的響應消息是沒有對應的寄存器位址的，是以要想在解析的時候定位寄存器就必須知道發送的指令，為了便于分辨我們将指令存放在從站對象中。第二在解析響應時，如果兩條指令的響應類似是沒法分辨的，是以我們還需要記住上一條指令是什麼。也存儲于從站對象中。
而對于寫從站操作，無論寫的要求來自于哪裡，對于協定棧來說肯定是其它的資料處理程序發過來的，所接到要求後我們需要記錄是哪一個主站管理的哪一個從站的哪些參數。對于主站我們不需要分辨，因為每個主站都是獨立的處理程序，但是對于從站和參數我們就需要分辨。每一個主站可以帶的站位址為0到255，但0和255已有定義，是以實際是1到254個。是以我們使用一個256位的變量，每位對應站号來标志其是否有需要寫的請求。記錄于主站，具體如下：
事實上，我們不可能會用到256個标志位，因為Modbus ASCII本身就是為簡單應用而設定的。我們使用256個标志位，主要是考慮到站位址的取值範圍，友善軟體操作而定的。還有每個從站的寫參數請求标志，我們将其存儲于各個從站對象，因為不同的從站可能有很大差別，存儲于各個從站更加靈活友善。
2、編碼實作
我們已經設計了我們的更新，接下來我們就根據這一設計來實作它。我們主要從以下幾個方面來操作：第一，實作主站對象類型和從站對象類型；第二，主站對象的執行個體化及從站對象的執行個體化；第三，讀從站的主站操作過程；第四，寫從站的主站操作過程。接下來我們将一一描述之。
2.1、定義對象類型
與在Modbus RTU一樣，在Modbus ASCII協定棧的封裝中，我們也需要定義主站對象和從站對象，自然也免不了要定義這兩種類型。
首先我們來定義本地主站的類型，其成員包括：一個uint32_t的寫從站标志數組；從站數量字段；從站順序字段；本主站過管理的從站清單；4個資料更新函數指針。具體定義如下：
1 /* 定義本地ASCII主站對象類型 */
2 typedef struct LocalASCIIMasterType{
3 uint32_t flagWriteSlave[8]; //寫一個站控制标志位，最多256個站，與站位址對應。
4 uint16_t slaveNumber; //從站清單中從站的數量
5 uint16_t readOrder; //目前從站在從站清單中的位置
6 ASCIIAccessedSlaveType *pSlave; //從站清單
7 UpdateCoilStatusType pUpdateCoilStatus; //更新線圈量函數
8 UpdateInputStatusType pUpdateInputStatus; //更新輸入狀态量函數
9 UpdateHoldingRegisterType pUpdateHoldingRegister; //更新保持寄存器量函數
10 UpdateInputResgisterType pUpdateInputResgister; //更新輸入寄存器量函數
11 }ASCIILocalMasterType; 關于主站對象類型，在前面的更新設計中已經講的很清楚了，隻有兩個字段需要說明一下。第一，從站清單是用來記錄本主站所管理的從站對象。第二，readOrder字段表示為目前通路從站在清單中的位置，而slaveNumber是從站對象的數量，即清單的長度。具體如下圖所示：
還需要定義從站對象，此從站對象隻是便于主站而用于表示真是的從站。主站的從站清單中就是此對象。具體結構如下：
1 /* 定義被通路ASCII從站對象類型 */
2 typedef struct AccessedASCIISlaveType{
3 uint8_t stationAddress; //站位址
4 uint8_t cmdOrder; //目前指令在指令清單中的位置
5 uint16_t commandNumber; //指令清單中指令的總數
6 uint8_t (*pReadCommand)[17]; //讀指令清單
7 uint8_t *pLastCommand; //上一次發送的指令
8 uint32_t flagPresetCoil; //預置線圈控制标志位
9 uint32_t flagPresetReg; //預置寄存器控制标志位
10 }ASCIIAccessedSlaveType; 關于從站對象有三個字段需要說明一下。首先我們來看一看“讀指令清單（uint8_t (*pReadCommand)[17]）”字段，與Modbus RTU不同，它是17個位元組，這是由Modbus ASCII消息格式決定的。如下：
還有就是flagPresetCoil和flagPresetReg字段。這兩個字段用來表示對線圈和保持寄存器的寫請求。
2.2、執行個體化對象
我們定義了主站即從站對象類型，我們在使用時就需要執行個體化這些對象。一般來說一個硬體端口我們将其執行個體化為一個主站對象。
ASCIILocalMasterType hgraMaster;
/*初始化ASCII主站對象*/
InitializeASCIIMasterObject(&hgraMaster,2,hgraSlave,NULL,NULL,NULL,NULL);
而一個主站對象會管理1到254個從站對象，是以從站對象我們可以将多個從站對象執行個體組成數組，并将其賦予主站管理。
ASCIIAccessedSlaveType hgraSlave[]={{1,0,2,slave1ReadCommand,NULL,0x00,0x00},{2,0,2,slave2ReadCommand,NULL,0x00,0x00}};
是以，根據主站和從站執行個體化的條件，我們需要先執行個體化從站對象才能完整執行個體化主站對象。在主站的初始化中，我們這裡将4的資料處理函數指針初始化為NULL，有一個預設的處理函數會複制給它，該函數是上一版本的延續，在簡單應用時簡化操作。從站的上一個發送的指令指針也被指派為NULL，因為初始時還沒有指令發送。
2.3、讀從站操作
讀從站操作原理上與以前的版本是一樣的。按照一定的順序給從站發送指令再對收到的消息進行解析。我們對主站及其所管理的從站進行了定義，将發送指令儲存于從站對象，将從站清單儲存于主站對象，是以我們需要對解析函數進行修改。
1 /*解析收到的伺服器相應資訊*/
2 void ParsingAsciiSlaveRespondMessage(AsciiLocalMasterType *master,uint8_t *recievedMessage, uint8_t *command,uint16_t rxLength)
3 {
4 int i=0;
5 int j=0;
6 uint8_t *cmd=NULL;
7
8 /*判斷是否為Modbus ASCII消息*/
9 if (0x3A != recievedMessage[0])
10 {
11 return ;
12 }
13
14 /*判斷消息是否接收完整*/
15 if ((rxLength < 17) || (recievedMessage[rxLength - 2] != 0x0D) || (recievedMessage[rxLength - 1] != 0x0A))
16 {
17 return ;
18 }
19
20 uint16_t length = rxLength - 3;
21 uint8_t hexMessage[256];
22
23 if (!CovertAsciiMessageToHex(recievedMessage + 1, hexMessage, length))
24 {
25 return ;
26 }
27
28 /*校驗接收到的資料是否正确*/
29 if (!CheckASCIIMessageIntegrity(hexMessage, length/2))
30 {
31 return ;
32 }
33
34 /*判斷功能碼是否有誤*/
35 FunctionCode fuctionCode = (FunctionCode)hexMessage[1];
36 if (CheckFunctionCode(fuctionCode) != MB_OK)
37 {
38 return;
39 }
40
41 if ((command == NULL)||(!CheckMessageAgreeWithCommand(recievedMessage, command)))
42 {
43 while(i<master->slaveNumber)
44 {
45 if(master->pSlave[i].stationAddress==hexMessage[0])
46 {
47 break;
48 }
49 i++;
50 }
51
52 if(i>=master->slaveNumber)
53 {
54 return;
55 }
56
57 if((master->pSlave[i].pLastCommand==NULL)||(!CheckMessageAgreeWithCommand(recievedMessage,master->pSlave[i].pLastCommand)))
58 {
59 j=FindAsciiCommandForRecievedMessage(recievedMessage,master->pSlave[i].pReadCommand,master->pSlave[i].commandNumber);
60
61 if(j<0)
62 {
63 return;
64 }
65
66 cmd=master->pSlave[i].pReadCommand[j];
67 }
68 else
69 {
70 cmd=master->pSlave[i].pLastCommand;
71 }
72 }
73 else
74 {
75 cmd=command;
76 }
77
78 uint8_t hexCommand[256];
79 CovertAsciiMessageToHex(cmd + 1, hexCommand, 14);
80
81 uint16_t startAddress = (uint16_t)hexCommand[2];
82 startAddress = (startAddress << 8) + (uint16_t)hexCommand[3];
83 uint16_t quantity = (uint16_t)hexCommand[4];
84 quantity = (quantity << 8) + (uint16_t)hexCommand[5];
85
86 if ((fuctionCode >= ReadCoilStatus) && (fuctionCode <= ReadInputRegister))
87 {
88 HandleAsciiSlaveRespond[fuctionCode - 1](master,hexMessage,startAddress,quantity);
89 }
90 } 解析函數的主要部分是在檢查接收到的消息是否是合法的Modbus ASCII消息。檢查沒問題則調用協定站解析。而最後調用的資料處理函數則是我們需要在具體應用中編寫。在前面主站初始化時，回調函數我們初始化為NULL，實際在協定占中有弱化的函數定義，需要針對具體的寄存器和變量位址實作操作。特别要說明的是，解析Modbus ASCII消息時，在去除開始字元和結束字元後，需要将ASCII碼轉化為二進制數才能完成解析。
2.4、寫從站操作
寫從站操作則是在其它程序請求後，我們辨別需要寫的對象再統一處理。對具體哪個從站的寫辨別存于主站執行個體。而該從站的哪些變量需要寫則記錄在從站執行個體中。
是以在程序檢測到需要寫一個從站時則置位對應的位，即改變flagWriteSlave中的對應位。而需要寫該站的哪些變量則标記flagPresetCoil和flagPresetReg的對應位。修改這些辨別都在其它請求更改的程序中實作，而具體的寫操作則在本主站程序中，檢測到标志位的變化統一執行。
這部分不修改協定棧的代碼，因為各站及各變量都至于具體對象相關聯，是以在具體的應用中修改。
3、回歸驗證
考慮到Modbus ASCII和Modbus RTU的相似性，我們設計同樣的的網絡結構。但考慮到Modbus ASCII一般用于小資料量通訊，是以我們設計相對簡單的從站。是以我們設計的網絡為：協定棧建立2個主機，每個主機管理2個從站，每個從站有8個線圈及2個保持寄存器。具體結構如圖：
從上圖我們知道，該Modbus網關需要實作一個Modbus從站用于和上位的通訊；需要實作兩個Modbus主站用于和下位的通訊。
在這個實驗中，讀操作沒有什麼需要說的，隻需要發送指令解析傳回消息即可。是以我們中點描述一下為了友善操作，在需要寫的連續段，我們隻要找到第一個請求寫的位置後，就将後續連續可寫資料一次性寫入。修改寫标志位的代碼如下：
1 /* 修改從站線圈量使能控制 */
2 static void PresetSlaveCoilControll(uint16_t startAddress,uint16_t endAddress)
3 {
4 if((8<=startAddress)&&(startAddress<=15)&&(8<=endAddress)&&(endAddress<=15))
5 {
6 ModifyWriteRTUSlaveEnableFlag(&hgraMaster,hgraMaster.pSlave[0].stationAddress,true);
7
8 if((startAddress<=8)&&(8<=endAddress))
9 {
10 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x01;
11 }
12 if((startAddress<=9)&&(9<=endAddress))
13 {
14 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x02;
15 }
16 if((startAddress<=10)&&(10<=endAddress))
17 {
18 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x04;
19 }
20 if((startAddress<=11)&&(11<=endAddress))
21 {
22 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x08;
23 }
24 if((startAddress<=12)&&(12<=endAddress))
25 {
26 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x10;
27 }
28 if((startAddress<=13)&&(13<=endAddress))
29 {
30 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x20;
31 }
32 if((startAddress<=14)&&(14<=endAddress))
33 {
34 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x40;
35 }
36 if((startAddress<=15)&&(15<=endAddress))
37 {
38 hgraMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x80;
39 }
40 }
41
42 if((16<=startAddress)&&(startAddress<=23)&&(16<=endAddress)&&(endAddress<=23))
43 {
44 ModifyWriteRTUSlaveEnableFlag(&hgraMaster,hgraMaster.pSlave[1].stationAddress,true);
45 if((startAddress<=16)&&(16<=endAddress))
46 {
47 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x01;
48 }
49 if((startAddress<=17)&&(17<=endAddress))
50 {
51 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x02;
52 }
53 if((startAddress<=18)&&(18<=endAddress))
54 {
55 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x04;
56 }
57 if((startAddress<=19)&&(19<=endAddress))
58 {
59 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x08;
60 }
61 if((startAddress<=20)&&(20<=endAddress))
62 {
63 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x10;
64 }
65 if((startAddress<=21)&&(21<=endAddress))
66 {
67 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x20;
68 }
69 if((startAddress<=22)&&(22<=endAddress))
70 {
71 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x40;
72 }
73 if((startAddress<=23)&&(23<=endAddress))
74 {
75 hgraMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x80;
76 }
77 }
78
79 if((24<=startAddress)&&(startAddress<=31)&&(24<=endAddress)&&(endAddress<=31))
80 {
81 ModifyWriteRTUSlaveEnableFlag(&hgpjMaster,hgpjMaster.pSlave[0].stationAddress,true);
82 if((startAddress<=24)&&(24<=endAddress))
83 {
84 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x01;
85 }
86 if((startAddress<=25)&&(25<=endAddress))
87 {
88 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x02;
89 }
90 if((startAddress<=26)&&(26<=endAddress))
91 {
92 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x04;
93 }
94 if((startAddress<=27)&&(27<=endAddress))
95 {
96 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x08;
97 }
98 if((startAddress<=28)&&(28<=endAddress))
99 {
100 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x10;
101 }
102 if((startAddress<=29)&&(29<=endAddress))
103 {
104 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x20;
105 }
106 if((startAddress<=30)&&(30<=endAddress))
107 {
108 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x40;
109 }
110 if((startAddress<=31)&&(31<=endAddress))
111 {
112 hgpjMaster.pSlave[0].flagPresetCoil|=0x80;
113 }
114 }
115
116 if((32<=startAddress)&&(startAddress<=39)&&(32<=endAddress)&&(endAddress<=39))
117 {
118 ModifyWriteRTUSlaveEnableFlag(&hgpjMaster,hgpjMaster.pSlave[1].stationAddress,true);
119 if((startAddress<=32)&&(32<=endAddress))
120 {
121 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x01;
122 }
123 if((startAddress<=33)&&(33<=endAddress))
124 {
125 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x02;
126 }
127 if((startAddress<=34)&&(34<=endAddress))
128 {
129 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x04;
130 }
131 if((startAddress<=35)&&(35<=endAddress))
132 {
133 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x08;
134 }
135 if((startAddress<=36)&&(36<=endAddress))
136 {
137 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x10;
138 }
139 if((startAddress<=37)&&(37<=endAddress))
140 {
141 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x20;
142 }
143 if((startAddress<=38)&&(38<=endAddress))
144 {
145 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x40;
146 }
147 if((startAddress<=39)&&(39<=endAddress))
148 {
149 hgpjMaster.pSlave[1].flagPresetCoil|=0x80;
150 }
151 }
152
153 } 與Modbus RTU一樣也是在請求修改程序中置位索要寫的從站的寫請求标志位和對應參數的寫請求标志位。然後在主站對象的程序中檢測标志位，根據标志位的狀态來實作操作。
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