基于STM32freeRTOS的modbus从机设备 让STM32做从机，modbus上位机做主机。 进行数据的传输。

最近在搞一个基于STM32和FreeRTOS的Modbus从机设备，感觉挺有意思的。Modbus协议在工业领域应用广泛，STM32作为一款性价比极高的微控制器，结合FreeRTOS实时操作系统，可以轻松实现Modbus从机功能。今天就来聊聊怎么让STM32做从机，Modbus上位机做主机，进行数据的传输。

首先，我们需要一个Modbus库。市面上有很多开源的Modbus库，我选择了FreeMODBUS，因为它轻量且易于集成。接下来，我们来看看怎么在STM32上跑起来。

1. 环境搭建

首先，确保你的开发环境已经配置好。我使用的是STM32CubeMX和Keil MDK。STM32CubeMX可以帮助我们快速生成初始化代码，Keil MDK则用来编译和调试。

2. 配置FreeRTOS

在STM32CubeMX中，我们首先需要配置FreeRTOS。选择Middleware -> FREERTOS，然后启用它。FreeRTOS会为我们提供一个任务调度器，方便我们管理多个任务。

3. 配置Modbus

接下来，我们需要配置Modbus。FreeMODBUS库需要一个定时器来实现Modbus的RTU模式。我们选择一个定时器，比如TIM2，配置它为1ms的定时中断。

void MX_TIM2_Init(void)
{
    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 84 - 1; // 84MHz / 84 = 1MHz
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 1000 - 1; // 1ms
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim2);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
}

4. 初始化Modbus

在main.c中，我们需要初始化Modbus。FreeMODBUS库提供了一个eMBInit函数，用来初始化Modbus协议栈。

#include "mb.h"
#include "mbutils.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_TIM2_Init();
    MX_FREERTOS_Init();

    // 初始化Modbus RTU模式，波特率9600，从机地址1
    eMBInit(MB_RTU, 1, 0, 9600, MB_PAR_NONE);

    // 启动Modbus协议栈
    eMBEnable();

    // 启动FreeRTOS调度器
    osKernelStart();

    while (1)
    {
    }
}

5. 实现Modbus回调函数

Modbus从机需要处理主机的读写请求。FreeMODBUS库提供了几个回调函数，我们需要实现它们。

eMBErrorCode eMBRegInputCB(UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs)
{
    // 处理读输入寄存器请求
    for (int i = 0; i < usNRegs; i++)
    {
        pucRegBuffer[i] = ReadInputRegister(usAddress + i);
    }
    return MB_ENOERR;
}

eMBErrorCode eMBRegHoldingCB(UCHAR * pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode)
{
    // 处理读/写保持寄存器请求
    if (eMode == MB_REG_READ)
    {
        for (int i = 0; i < usNRegs; i++)
        {
            pucRegBuffer[i] = ReadHoldingRegister(usAddress + i);
        }
    }
    else if (eMode == MB_REG_WRITE)
    {
        for (int i = 0; i < usNRegs; i++)
        {
            WriteHoldingRegister(usAddress + i, pucRegBuffer[i]);
        }
    }
    return MB_ENOERR;
}

6. 创建任务

在FreeRTOS中，我们可以创建一个任务来处理Modbus通信。这个任务会不断调用eMBPoll函数，处理Modbus请求。

void ModbusTask(void const * argument)
{
    for (;;)
    {
        eMBPoll();
        osDelay(1);
    }
}

7. 编译和调试

最后，编译代码并下载到STM32上。使用Modbus上位机软件（如Modbus Poll）进行测试，看看是否能正常读写寄存器。

总结

通过以上步骤，我们成功地在STM32上实现了Modbus从机功能。结合FreeRTOS，我们可以轻松管理多个任务，实现更复杂的应用。Modbus协议虽然简单，但在工业控制中非常实用，掌握它对于嵌入式开发者来说非常有帮助。

如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言。下次我们再来聊聊如何在STM32上实现Modbus TCP，敬请期待！