低代碼物聯網開發闆RS485序列槽及Modbus範例可接入機智雲

一、RS485基礎通信例程實作的功能描述 開發闆通過UART1接口 + SP485EEN晶片實作和電腦端序列槽調試助手的通信。并實作如下兩個收發範例功能： 如果PC端通過485向開發闆發送5位元組資料，且5位元組資料為06 07 08 09 0A，則黃色LED1閃爍一次 開發闆每隔1秒通過485向PC端發送5位元組資料，01 02 03 04 05 二、本實驗教學目的 掌握基于ShineBlink的： UART通信（占用RX1,TX1） GPIO控制485轉換晶片的方向（D2引腳控制485晶片的方向，高電平） -GPIO控制LED1亮滅（D8連接配接黃色LED1） 三、本實驗涉及的子產品 485接口在開發闆上的位置如下： 注意，為了使用485接口，必須将P7和P8跳線帽短接才能讓TX1引腳、RX1引腳和485轉換晶片連接配接。 四、完整源代碼 以下代碼實作了如下功能： 如果PC端通過485向開發闆發送5位元組資料，且5位元組資料為06 07 08 09 0A，則黃色LED1閃爍一次 開發闆每隔1秒通過485向PC端發送5位元組資料，01 02 03 04 05 LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD") --初始化GPIO控制黃色LED1 LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD") --初始化GPIO控制Max485 RE DE 收發控制 --配置Uart1序列槽波特率為19200，用作485通訊 LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200") --使能MAX485發送 function SendEn() LIB_GpioWrite("D2",1) end --使能MAX485接收 function RecvEn() LIB_GpioWrite("D2",0) end --使能10毫秒定時器開始工作 LIB_10msTimerConfig("ENABLE") cnt_10ms = 0 --定義10毫秒定時器的中斷函數 function LIB_10msTimerCallback() cnt_10ms = cnt_10ms + 1 end --開始大循環 while(GC(1) == true) do --每1秒發送5位元組資料給PC端 if cnt_10ms >= 100 then --1000ms cnt_10ms = 0 send_data = {1,2,3,4,5} SendEn() LIB_Uart1BlockSend(send_data) RecvEn() end --查詢是否收到PC端發來的5位元組資料，并驗證 recv_flag,recv_data = LIB_Uart1Recv() if recv_flag == 1 and #recv_data == 5 then if recv_data[1] == 6 and recv_data[2] == 7 and recv_data[3] == 8 and recv_data[4] == 9 and recv_data[5] == 10 then LIB_GpioToggle("D8") --切換LED狀态 end end end 複制代碼 五、實驗現象 将開發闆的485接口通過485轉USB工具和PC端連接配接以後，将上面的代碼複制到開發闆的虛拟TF卡中并開始運作，之後每秒鐘可以在PC端序列槽調試助手收到開發闆發來的5位元組資料(01 02 03 04 05)，并且當調試助手向開發闆下發(06 07 08 09 0a)以後，開發闆的黃色LED燈會閃爍以下，如下圖： 注意：軟體需要勾選“HEX顯示”和"HEX發送"。裝置和上位機（Modbus主機）通信的實作簡介：下文介紹了如何用ShineBlink作為裝置端(Modbus從機)來和上位機(Modbus主機)來通信，并在ShineBlink裝置端實作了0x03功能碼（讀取多個保持寄存器）和0x05功能碼（寫單個線圈）的程式代碼。一、實作環境裝置作為Modbus從機通過RS485總線和上位機通信，我們在電腦上運作知名的Modbus Poll調試軟體作為上位機來模拟Modbus主機，Modbus Poll軟體可以到其官網上下載下傳。二、裝置介紹裝置作為Modbus網絡中的其中一個節點有如下特性：序列槽屬性：19200、N、8、1裝置位址：21（0x15）裝置支援的Modbus功能碼：0x05 寫單個線圈0x03 讀取多個保持寄存器功能介紹：0x05，上位機通過向裝置發送0x05功能碼，對線圈位址為0x0000的線圈寫入值0xFF00時，裝置開始運作，對線圈位址為0x0000的線圈寫入值0x0000時，裝置停止運作。0x03，上位機通過向裝置發送0x03功能碼，讀取保持寄存器起始位址為0x0000的9個保持寄存器（每個保持寄存器值為16bit無符号資料），每個寄存器對應的資料如下： 三、Modbus通信實作代碼執行個體 以下代碼不僅實作了03和05功能碼，并實作了将各種異常情況回複給Modbus主機。 --程式中用到的全局變量定義 Pm25Percent = 0 HchoPercent = 0 TvocPercent = 0 MeshPercent = 0.0 Temprature1 = 0.00 Temprature2 = 0.00 Wind485DisSpeed = 0 DevIsRunning = 0 --控制裝置運作或停止 FaultCode = 0 --故障代碼 --ModBus通信函數定義 function ModbusProcess() local sdata = {} --查詢是否收到Modbus主機發來的消息 flag, data = LIB_Uart1Recv() if flag == 1 then --判斷消息是不是發給本機，是本機的才理會 if data[1] == PI[2] then --PI[2], Modbus本機位址(1-247) --判斷Modbus功能碼 if data[2] == 0x05 then -- 0x05 寫單個線圈 --這裡定義線圈位址為0x0000的線圈為開機/關機控制信号 if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 then if data[5] == 0xff and data[6] == 0x00 then --ON DevIsRunning = 1 --置1開機全局變量 elseif data[5] == 0x00 and data[6] == 0x00 then --OFF DevIsRunning = 0 --置0開機全局變量 else --這裡需回複非法資料03異常消息(非法資料值)，讀者可自行完成 end --回複OK，把收到的資料原封不動回傳 LIB_GpioWrite("D2",1) --使能485子產品發送 LIB_Uart1BlockSend(data) LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 else --回複異常消息（非法資料位址） sdata[1] = data[1] --本機位址 sdata[2] = data[2]+0x80 --異常的時候功能碼加0x80 sdata[3] = 0x02 --異常碼0x02表示裝置不支援此資料位址 CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata) sdata[4] = CRC & 0x00ff --低位在前 sdata[5] = CRC >> 8 --高位在後 LIB_GpioWrite("D2",1) --使能485子產品發送 LIB_Uart1BlockSend(sdata) LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 end --這裡用0x03而不用0x04是因為很多主機隻支援03 06 16指令，是以就随大流咯 elseif data[2] == 0x03 then --0x03 讀多個保持寄存器 --這裡定義起始位址為0x0000的這些寄存器存放傳感器資料，且讀取的寄存器個數必須是9個 if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 and data[5] == 0x00 and data[6] == 0x09 then sdata[1] = data[1] --本機位址 sdata[2] = data[2] --功能碼 sdata[3] = 18 --資料域位元組數: 9個寄存器一共18位元組 sdata[4] = Pm25Percent >> 8 sdata[5] = Pm25Percent & 0x00ff sdata[6] = HchoPercent >> 8 sdata[7] = HchoPercent & 0x00ff sdata[8] = TvocPercent >> 8 sdata[9] = TvocPercent & 0x00ff sdata[10] = math.floor(MeshPercent) >> 8 sdata[11] = math.floor(MeshPercent) & 0x00ff sdata[12] = math.floor(Temprature1) >> 8 sdata[13] = math.floor(Temprature1) & 0x00ff sdata[14] = math.floor(Temprature2) >> 8 sdata[15] = math.floor(Temprature2) & 0x00ff sdata[16] = Wind485DisSpeed >> 8 sdata[17] = Wind485DisSpeed & 0x00ff sdata[18] = DevIsRunning >> 8 sdata[19] = DevIsRunning & 0x00ff sdata[20] = FaultCode >> 8 sdata[21] = FaultCode & 0x00ff CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata) sdata[22] = CRC & 0x00ff --低位在前 sdata[23] = CRC >> 8 --高位在後 --回複傳感器資料 LIB_GpioWrite("D2",1) --使能485子產品發送 LIB_Uart1BlockSend(sdata) LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 else --回複異常消息（非法資料位址） sdata[1] = data[1] --本機位址 sdata[2] = data[2]+0x80 --異常的時候功能碼加0x80 sdata[3] = 0x02 --異常碼0x02表示裝置不支援此資料位址 CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata) sdata[4] = CRC & 0x00ff --低位在前 sdata[5] = CRC >> 8 --高位在後 LIB_GpioWrite("D2",1) --使能485子產品發送 LIB_Uart1BlockSend(sdata) LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 end else --回複異常消息（非法功能碼） sdata[1] = data[1] --本機位址 sdata[2] = data[2]+0x80 --異常的時候功能碼加0x80 sdata[3] = 0x01 --異常碼0x01表示裝置不支援此功能碼 CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata) sdata[4] = CRC & 0x00ff --低位在前 sdata[5] = CRC >> 8 --高位在後 LIB_GpioWrite("D2",1) --使能485子產品發送 LIB_Uart1BlockSend(sdata) LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 end end end end ​ --開始初始化ShineBlink --配置Uart1序列槽波特率為19200，接485子產品 LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200") --485發送和接收控制引腳 LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD") LIB_GpioWrite("D2",0) --使能485子產品接收 ​ --開始大循環 while(GC(1) == true) do --Modbus通信處理 ModbusProcess() end 複制代碼 四、Modbus Poll 上位機實驗流程 （1）配置0x03讀取保持寄存器功能（Setup） （2）建立Modbus串行通信連接配接（Connectiong） （3）建立連接配接後的資料通信 1. 上位機每秒鐘自動下發0x03指令讀取裝置的起始位址為0x0000的9個保持寄存器的值 通信資料日志： 上面裝置回複的23個位元組資料舉例說明：例如：15 03 12 D5 16資料結尾的CRC算法采用Modbus Crc16 本機位址：0x15 功能碼：0x03 位元組數：18位元組（9個16bit無符号寄存器） 寄存器1：0x0006 表示pm25=6 寄存器2：0x0000 表示hch0=0 寄存器3：0x0001 表示tvoc=1 寄存器4：0x0000 表示mesh=6 寄存器5：0x0016 表示temprature1=21度 寄存器6：0x0016 表示temprature2=21度 寄存器7：0x0000 表示windspeed=0 寄存器8：0x0000 表示running=0 寄存器9：0x0000 表示faultcode=0 CRC_L:0xD5 CRC_H:0x16 複制代碼 2. 上位機下發開機指令（功能碼0x05，向線圈位址為0x0000處寫單個線圈值0xFF00） 通信資料日志： 3. 上位機下發停機指令（功能碼0x05， 向線圈位址為0x0000處寫單個線圈值0x0000） 上位機發送: 15 05 00 00 00 00 CE DE 裝置應回複: 15 05 00 00 00 00 CE DE