目录

前言

一、STM32Cubemx配置

1、选择STM32F407ZET7芯片创建工程,首先配置RCC、SYS和时钟,配置界面如下(根据自己情况配置就好)

2、配置ETH,参数默认即可,配置界面如下(我的的引脚有调整,是根据实际电路调整的,大家根据自己情况调整即可)

3、配LWIP,我使用的静态IP,配置界面如下

4、配置串口,有需要的话方便看数据,配置界面如下

5、到此CubeMX就配置完成可以生成代码了(根据自己用的软件改一下设置即可)

二、修改程序、移植FreeModbus源码

1、先复位一下芯片(不写也没啥问题)

到此之前的例程:有需要的自己下载幺,不需要积分的!!!

2.FreeModbus源码下载

3.移植FreeModbus源码

①在工程文件目录下新建一个 FreeModbus_TCP 文件夹,将需要的文件都移植到该文件夹下

②打开 freemodbus-v1.6 文件夹,点击 modbus 文件夹,将modbus 文件夹中的全部文件移植到新建的 FreeModbus_TCP 文件夹中

③将freemodbus-v1.6\demo\STR71XTCP中的 port 文件,移植到新建的 FreeModbus_TCP 文件夹中

④新建的 FreeModbus_TCP 文件夹内容移植最终结果如下:下面的两个文件目前还没有!!

⑤导入到工程中

⑥点击魔法棒,选择 C/C++,添加文件路径

三、编辑程序

四、测试

①打开modbus poll 在connection选connect连接或按F3

②点击"Setup"→“Read/Write Definition…”,或者按快捷键F8设置从机地址,功能码,起始地址,寄存器数量等信息

③测试结果

五、工程文件


前言

        本次实验以 STM32F407ZET7 芯片为MCU,使用 8MHz 外部时钟源。以太网PHY层芯片为 LAN8720A,移植FreeModbus实现ModbusTCP网口通信,做客户端(从机)实现网口TCP-Modbus通信。

另:本人首次使用,也是结合网上多个大佬的经验做的,有不足的地方请大家指正,内容比较详细,对像我一样的新手比较友好,如果觉得过细可跳着看!!!

一、STM32Cubemx配置

1、选择STM32F407ZET7芯片创建工程,首先配置RCC、SYS和时钟,配置界面如下(根据自己情况配置就好)

freemodbus主机移植教程_tcp

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_02

freemodbus主机移植教程_tcp_03

2、配置ETH,参数默认即可,配置界面如下(我的的引脚有调整,是根据实际电路调整的,大家根据自己情况调整即可)

freemodbus主机移植教程_TCP_04

我配置了一个GPIO_Output作为复位引脚,(低电平复位、默认为高电平)

freemodbus主机移植教程_tcp_05

3、配LWIP,我使用的静态IP,配置界面如下

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_06

选LAN8742就可以

freemodbus主机移植教程_tcp_07

4、配置串口,有需要的话方便看数据,配置界面如下

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_08

5、到此CubeMX就配置完成可以生成代码了(根据自己用的软件改一下设置即可)

freemodbus主机移植教程_stm32_09

freemodbus主机移植教程_TCP_10

二、修改程序、移植FreeModbus源码

1、先复位一下芯片(不写也没啥问题)

freemodbus主机移植教程_TCP_11

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_12

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_13

到目前为止,已经初始化完成了,在cmd中可以ping通!!!!!!

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_14

到此之前的例程:有需要的自己下载幺,不需要积分的!!!

STM32Cubemx+F407ZET7-ETH+LWIP基础工程(能ping通)

freemodbus主机移植教程_TCP_15

(设备IP为:192.168.1.10 电脑IP为:192.168.1.200 子网掩码:255.255.255.0 默认网关:192.168.1.1 注意:复位引脚我默认放在了低电平(一直复位状态),根据自己需要将复位引脚电平拉高或者配置一下Cubemx默认放在高电平即可)

2.FreeModbus源码下载

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_16

下载链接放在下面了,自己下载就可以了!
FreeModbus源码下载链接

freemodbus主机移植教程_TCP_15

https://www.embedded-experts.at/en/freemodbus-downloads/

3.移植FreeModbus源码

①在工程文件目录下新建一个 FreeModbus_TCP 文件夹,将需要的文件都移植到该文件夹下

②打开 freemodbus-v1.6 文件夹,点击 modbus 文件夹,将modbus 文件夹中的全部文件移植到新建的 FreeModbus_TCP 文件夹中

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_18

③将freemodbus-v1.6\demo\STR71XTCP中的 port 文件,移植到新建的 FreeModbus_TCP 文件夹中

freemodbus主机移植教程_tcp_19

④新建的 FreeModbus_TCP 文件夹内容移植最终结果如下:下面的两个文件目前还没有!!

freemodbus主机移植教程_tcp_20

⑤导入到工程中

FreeModbus_TCP 文件夹中的文件导入

选择FreeModbus_TCP 文件夹中的mb.c文件

选择FreeModbus_TCP 文件夹中的 functions 文件夹、 port 文件夹、tcp 文件夹的全部.c文件

结果如下图所示(目前最后一个文件还没有!)

freemodbus主机移植教程_stm32_21

⑥点击魔法棒,选择 C/C++,添加文件路径

freemodbus主机移植教程_stm32_22

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_23

三、编辑程序


freemodbus主机移植教程_stm32_24


freemodbus主机移植教程_tcp_25

③找不到这个文件在哪的可以在mb.c的头文件中跳转打开!!后面找不到的也一样!

freemodbus主机移植教程_stm32_26

④修改 portevent.c将以下程序,替换原来的程序

/* ----------------------- Modbus includes ----------------------------------*/
#include "mb.h"
#include "mbport.h"

/* ----------------------- Variables ----------------------------------------*/
static eMBEventType eQueuedEvent;
static BOOL     xEventInQueue;

/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
BOOL
xMBPortEventInit( void )
{
    xEventInQueue = FALSE;
    return TRUE;
}

BOOL
xMBPortEventPost( eMBEventType eEvent )
{
    xEventInQueue = TRUE;
    eQueuedEvent = eEvent;
    return TRUE;
}

BOOL
xMBPortEventGet( eMBEventType * eEvent )
{
    BOOL            xEventHappened = FALSE;

    if( xEventInQueue )
    {
        *eEvent = eQueuedEvent;
        xEventInQueue = FALSE;
        xEventHappened = TRUE;
    }
    return xEventHappened;
}

⑤添加 #include “string.h”  和  #define NETCONN_COPY 0x01

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_27

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_28

⑥新建User_modbus_TCP.c文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "User_modbus_TCP.h"
#include "mb.h"
#include "mbutils.h"

void ModbusTCPInit(void)
{
    eMBTCPInit(MODBUS_TCP_PORT);
    eMBEnable();
}

void ModbusTCPDeInit(void)
{
    eMBDisable();
    eMBClose();
}

void ModbusTCPMain(void)
{
    if (MB_ENOERR != eMBPoll())
    {
        ModbusTCPDeInit();
        ModbusTCPInit();
    }
}

//线圈
#define REG_Coils_START   1
#define REG_Coils_SIZE    10

uint8_t  Coils_Data[REG_Coils_SIZE] = {1,1,0,1,0,0,1,1,1,0};

/**
 * @brief: 读线圈---01,写线圈---05
 *
 * @param pucRegBuffer  缓存指针
 * @param usAddress     起始地址
 * @param usNCoils      线圈数量
 * @param eMode         读写模式
 * @return eMBErrorCode 错误码
 */
eMBErrorCode eMBRegCoilsCB(UCHAR *pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNCoils, eMBRegisterMode eMode)
{
    uint16_t i = 0,byteOffset=0,bitOffset=0,RegIndex = usAddress - REG_Coils_START-1;
    if ((usAddress >= REG_Coils_START)&&(usAddress + usNCoils <= REG_Coils_START + REG_Coils_SIZE+1))
    {
        if (MB_REG_READ == eMode)
        {
          for(i=0;i<usNCoils;i++)
          {
              byteOffset = i / 8;
              bitOffset = i % 8;
              xMBUtilSetBits(&pucRegBuffer[byteOffset], bitOffset, 1, Coils_Data[RegIndex+i]);
          }
        }
        else
        {
          for(i=0;i<usNCoils;i++)
          {
              byteOffset = i / 8;
              bitOffset = i % 8;
              Coils_Data[RegIndex+i]=xMBUtilGetBits(&pucRegBuffer[byteOffset], bitOffset, 1);
          }
        }
    }
    else
    {
        return MB_ENOREG;
    }
    
    return MB_ENOERR;
}

 //离散寄存器
#define REG_DISCRETE_START   10
#define REG_DISCRETE_SIZE    20

uint8_t  Discrete_Data[REG_DISCRETE_SIZE] = {1,1,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,0,1};

/**
 * @brief:读离散寄存器---02
 *
 * @param pucRegBuffer  缓存指针
 * @param usAddress     起始地址
 * @param usNDiscrete   寄存器个数
 * @return eMBErrorCode 返回错误码
 */
eMBErrorCode eMBRegDiscreteCB(UCHAR *pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNDiscrete)
{
    uint16_t i = 0,byteOffset=0,bitOffset=0,RegIndex = usAddress - REG_DISCRETE_START-1;
  
    if ((usAddress >= REG_DISCRETE_START)&&(usAddress + usNDiscrete <= REG_DISCRETE_START + REG_DISCRETE_SIZE+1))
    {
      for(i=0;i<usNDiscrete;i++)
      {
          byteOffset = i / 8;
          bitOffset = i % 8;
          xMBUtilSetBits(&pucRegBuffer[byteOffset], bitOffset, 1, Discrete_Data[RegIndex+i]);
      }
    }
    else
    {
        return MB_ENOREG;
    }

    return MB_ENOERR;
}

//保持寄存器
#define REG_HOLDING_REGISTER_START   10
#define REG_HOLDING_REGISTER_SIZE    30

uint16_t  Holding_Data[REG_HOLDING_REGISTER_SIZE] = 
{0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10,0x11,0x12};

/**
 * @brief: 读保持寄存器---03,写保持寄存器---06
 *
 * @param pucRegBuffer  缓存指针
 * @param usAddress     起始地址
 * @param usNRegs       寄存器个数
 * @param eMode         读写模式
 * @return eMBErrorCode 返回错误码
 */

eMBErrorCode eMBRegHoldingCB(UCHAR *pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs, eMBRegisterMode eMode)
{
    uint16_t i = 0,RegIndex = usAddress - REG_HOLDING_REGISTER_START-1;
  
    if ((usAddress >= REG_HOLDING_REGISTER_START )&&(usAddress + usNRegs <= REG_HOLDING_REGISTER_START  + REG_HOLDING_REGISTER_SIZE+1))
    {
        if (MB_REG_READ == eMode)//读
        {
          for(i=0;i<usNRegs;i++)
          {
            pucRegBuffer[i*2] = (UCHAR)(Holding_Data[RegIndex+i]>>8);
            pucRegBuffer[i*2+1] = (UCHAR)Holding_Data[RegIndex+i];
          }
        }
        else//写
        {
          for(i=0;i<usNRegs;i++)
          {
            Holding_Data[RegIndex+i]=(pucRegBuffer[i*2]<<8)|(pucRegBuffer[i*2+1]);
          }
        }
    }
    else
    {
        return MB_ENOREG;
    }

    return MB_ENOERR;
}

//输入寄存器
#define REG_INPUT_REGISTER_START    1
#define REG_INPUT_REGISTER_SIZE    20

uint16_t  Input_Data[REG_DISCRETE_SIZE] = 
{100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119};
/**
 * @brief: 读输入寄存器---04
 *
 * @param pucRegBuffer  缓存指针
 * @param usAddress     起始地址
 * @param usNRegs       寄存器个数
 * @return eMBErrorCode 返回错误码
 */
eMBErrorCode eMBRegInputCB(UCHAR *pucRegBuffer, USHORT usAddress, USHORT usNRegs)
{
    uint16_t i = 0,RegIndex = usAddress - REG_INPUT_REGISTER_START-1;
    if ((usAddress >= REG_INPUT_REGISTER_START)&&(usAddress + usNRegs <= REG_INPUT_REGISTER_START + REG_INPUT_REGISTER_SIZE+1))
    {
        for(i=0;i<usNRegs;i++)
        {
          pucRegBuffer[i*2] = (UCHAR)(Input_Data[RegIndex+i]>>8);
          pucRegBuffer[i*2+1] = (UCHAR)Input_Data[RegIndex+i];
        }
    }
    else
    {
        return MB_ENOREG;
    }
    
    return MB_ENOERR;
}

⑦新建User_modbus_TCP.h文件

#ifndef __User_modbbus_TCP_H__
#define	__User_modbbus_TCP_H__

#include "main.h"

#define MODBUS_TCP_PORT 0         //0代表默认即为502,也可以自己设

extern void ModbusTCPInit(void);
extern void ModbusTCPMain(void);

#endif

⑧主程序中

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_29

⑨printf重定向(必须要有,不然会卡主,目前不知道原因,有知道的可以在评论区解释一下!)

freemodbus主机移植教程_stm32_30

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_31

#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

到这里程序就移植完成了!!!

四、测试

①打开modbus poll 在connection选connect连接或按F3

freemodbus主机移植教程_stm32_32

端口号在User_modbus_TCP.h定义,0为默认即为502,也可以按照自己需求修改

freemodbus主机移植教程_TCP_33

②点击"Setup"→“Read/Write Definition…”,或者按快捷键F8设置从机地址,功能码,起始地址,寄存器数量等信息

freemodbus主机移植教程_嵌入式硬件_34

③测试结果

freemodbus主机移植教程_freemodbus主机移植教程_35

其他同理!!

功能代码表放在下面了!

freemodbus主机移植教程_stm32_36

五、工程文件