Modbus协议的简要介绍以及程序编写

从今天开始逐渐整理工作中的内容，以及嵌入式工作的心得总结和大家一起分享，一起进步，走向美好生活。今天先从Modbus协议开始，先简要介绍一下Modbus协议，然后是程序编写流程，最后跟大家分享一个Modbus程序编写实例。

一、Modbus协议的简要介绍

Modbus是一种通信协议，用于在工业自动化领域中实现设备之间的通信。Modbus协议最初由Modicon公司开发，现已成为工业自动化领域中广泛使用的通信协议之一。

Modbus协议主要分为以下几种类型：

1. Modbus RTU：基于串口通信的一种二进制协议，用于在串行通信中传输数据。
2. Modbus ASCII：基于ASCII码的一种协议，用于在串行通信中传输数据。
3. Modbus TCP：基于TCP/IP协议的一种协议，用于在以太网中传输数据。

Modbus协议支持多种功能码，用于实现不同种类的操作，例如读取寄存器、写入寄存器、读取线圈状态、写入线圈状态等。

Modbus协议采用主从结构，即Modbus主机向Modbus从机发送请求，Modbus从机响应请求并返回数据。Modbus主机和Modbus从机通过地址进行识别，Modbus主机可以同时连接多个Modbus从机进行通信。

Modbus协议的优点包括通信速度快、可靠性高、应用广泛等，因此在工业自动化领域中得到了广泛的应用。

二、Modbus协议的编写步骤

编写嵌入式Linux Modbus应用程序需要以下步骤：

1. 确认硬件环境：确定所使用的嵌入式硬件是否支持Modbus通信协议，以及硬件的接口类型（串口、以太网等）。
2. 安装Modbus库：在Linux系统中安装Modbus库，例如libmodbus，以便在应用程序中使用Modbus通信协议。
3. 编写应用程序：使用C语言等编程语言编写应用程序，实现Modbus通信协议的读写操作。其中包括以下步骤：

• 初始化Modbus通信环境：包括设置通信参数、连接设备等。
• 发送Modbus命令：使用Modbus协议中的命令码，向设备发送读写请求。
• 接收设备响应：等待设备响应，并解析响应数据。
• 处理数据：根据设备响应数据进行相应的处理，例如数据解析、格式转换、存储等。

1. 测试应用程序：在实际应用场景中测试应用程序的功能和稳定性，进行调试和优化。

需要注意的是，在编写Modbus应用程序时，需要了解Modbus通信协议的相关规范和细节，以确保通信的正确性和稳定性。

三、Modbus协议的编写实例

以下是一个简单的Modbus应用程序实例，使用C语言和libmodbus库实现Modbus通信协议的读取操作：

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

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

    /* 创建Modbus通信环境 */
    ctx = modbus_new_rtu("/dev/ttyUSB0", 9600, 'N', 8, 1);
    if (ctx == NULL) {
        fprintf(stderr, "无法创建Modbus通信环境\n");
        return -1;
    }

    /* 连接Modbus设备 */
    if (modbus_connect(ctx) == -1) {
        fprintf(stderr, "无法连接Modbus设备\n");
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

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

    /* 打印读取到的寄存器值 */
    printf("Modbus寄存器值为：%d, %d\n", reg[0], reg[1]);

    /* 断开Modbus设备连接，并释放Modbus通信环境 */
    modbus_close(ctx);
    modbus_free(ctx);

    return 0;
}           

该程序通过libmodbus库实现Modbus通信协议的读取操作，读取Modbus设备中地址为0和1的两个寄存器的值，并将结果打印出来。其中，modbus_new_rtu()函数用于创建Modbus通信环境，modbus_connect()函数用于连接Modbus设备，modbus_read_registers()函数用于读取Modbus寄存器的值，modbus_close()函数用于断开Modbus设备连接，modbus_free()函数用于释放Modbus通信环境。