51单片机实现Modbus从机程序

网上关于单片机和力控modbus通信的实例很少，关键并不是modbus协议而是力控与单片机连接的设置，下面的程序是基于51单片机做的。

在正个调试过程中由于我们不清楚力控发送给单片机的请求数据格式，我们可以用串口调试工具进行串口调试，将力控发送请求显示在串口调试工具中，其中单片机的程序如下#include<reg52.h>#include<string.h>#define uchar unsigned char //一个字节#define uint unsigned int // 两个字节void send_char(unsigned char txd);uint rece_count=0;uint send_flag=0;uchar rece_buf[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};uint i;/*串行口初始化*/void chushi(){SCON=0x50; //串口工作方式1，即10位异步PCON=0x00;//波特率不倍增TMOD=0x20;TH1=TL1=0xfa;TR1=1;}/*主程序*/main(){chushi();rece_count=0;while(1){if(RI){RI=0;if(rece_count<8){rece_buf[rece_count]=SBUF;rece_count++;}}if(rece_count==8){send_flag=1;}while(send_flag==1){ for(i=0;i<8;i++){SBUF=rece_buf[i];while(TI==0) ;TI=0;}}}}打开力控运行，将发送的数据保存到单片机中，然后打开串口调试工具，显示如下：我们看力控发送请求的格式：01 03 ff ff 00 01 84 2e，最后的两位crc是高位在前，低位在后。

标签：modbus8051源程序modbus协议--51端程序的实现RTU需要一个定时器来判断3.5个流逝时间。

#define ENABLE 1#define DISABLE 0#define TRUE 1#define FAULT 0#define RECEIVE_EN 0#define TRANSFER_EN 1#define MAX_RXBUF 0x20extern unsigned char emissivity;extern unsigned char tx_count,txbuf[15];extern unsigned char rx_count,rxbuf[15];extern unsigned char tx_number,rx_number;extern bit rx_ok;unsigned char rx_temp;void InitTimer1() //针对标准8051{TMOD=(TMOD|0xf0)&0x1f; //将T1设为16位定时器TF1=0;TH1=0x62; //设T1位3.5位的接收时间35bit/9600bit/s=3.646msTL1=0x80;//晶振为11.0592MHz，T＝65535-3.646ms*11.0592MHz/12=0xf2df//0x6280是22.1184M下LPC9XX下的值。

ET1=1;//允许T1中断TR1=1;//T1开始计数}void timer1() interrupt 3 using 2 //定时器中断{TH1=0x62; //3.646ms interruptTL1=0x80;if(rx_count>=5) //超时后，若接收缓冲区有数则判断为收到一帧{rx_ok=TRUE;}}void scomm() interrupt 4 using 3 //modbus RTU模式{if(TI){TI = 0;if(tx_count < tx_number) //是否发送结束{SBUF = txbuf[tx_count];}tx_count++;}if(RI){rx_temp=SBUF;if(rx_ok==FAULT) //已接收到一帧数据，在未处理之前收到的数舍弃{if(rx_countrxbuf[rx_count]=rx_temp;rx_count++;}TH1=0x62; //timer1 reset,count againTL1=0x80;RI=0;}}在主循环中判断标志rx_ok来执行帧处理。

自己用单片机做的Modbus从机，可以使用STC89C52。

实现了命令码为1、2、3、4、5、6的功能，程序中有些是我们部分其他功能的函数和数据，希望大家参考下编程的思想.uint Switch=0xbc95;//开关状态uchar bdata Coil1=0xff,Coil2=0xbc；//16位线圈状态sbit Coil1_bit0=Coil1^0；sbit Coil1_bit1=Coil1^1;sbit Coil1_bit2=Coil1^2;sbit Coil1_bit3=Coil1^3;sbit Coil1_bit4=Coil1^4；sbit Coil1_bit5=Coil1^5；sbit Coil1_bit6=Coil1^6；sbit Coil1_bit7=Coil1^7；sbit Coil2_bit8=Coil2^0；sbit Coil2_bit9=Coil2^1;sbit Coil2_bit10=Coil2^2;sbit Coil2_bit11=Coil2^3；sbit Coil2_bit12=Coil2^4；sbit Coil2_bit13=Coil2^5；sbit Coil2_bit14=Coil2^6；sbit Coil2_bit15=Coil2^7;uint idata ReOnlybuf[]={0x00，0x01,0x02，0x03，0x04,0x05,0x06，0x07，0x08，0x09,0x0a,0x0b,0x0c，0x0d，0x0e,0x0f｝；uint idata ReWrbuf[］=｛0x00,0x01,0x02,0x03，0x04，0x05,0x06，0x07,0x08,0x09，0x0a，0x0b，0x0c，0x0d，0x0e,0x0f｝；//CRC校验查表码值const uchar code auchCRCHi[] =｛0x00，0xC1, 0x81，0x40，0x01，0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0，0x80，0x41, 0x00, 0xC1，0x81，0x40, 0x01，0xC0, 0x80, 0x41,0x00，0xC1，0x81，0x40，0x00，0xC1, 0x81，0x40, 0x01, 0xC0，0x80，0x41，0x01，0xC0, 0x80, 0x41，0x00, 0xC1，0x81，0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40，0x01，0xC0，0x80，0x41，0x00, 0xC1，0x81，0x40, 0x01，0xC0，0x80, 0x41，0x01，0xC0, 0x80，0x41,0x00，0xC1，0x81, 0x40, 0x01, 0xC0，0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,0x81，0x40，0x00, 0xC1，0x81, 0x40, 0x01，0xC0，0x80，0x41,0x00，0xC1, 0x81，0x40，0x01，0xC0，0x80，0x41，0x01, 0xC0，0x80，0x41，0x00, 0xC1，0x81, 0x40, 0x00，0xC1, 0x81, 0x40，0x01，0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41，0x00，0xC1，0x81，0x40, 0x01，0xC0，0x80，0x41，0x00，0xC1, 0x81，0x40, 0x00，0xC1, 0x81，0x40，0x01，0xC0, 0x80, 0x41，0x01, 0xC0，0x80，0x41, 0x00，0xC1，0x81, 0x40, 0x00, 0xC1，0x81，0x40，0x01, 0xC0, 0x80, 0x41，0x00，0xC1，0x81，0x40, 0x01，0xC0，0x80, 0x41，0x01，0xC0，0x80, 0x41, 0x00, 0xC1，0x81, 0x40，0x00，0xC1，0x81, 0x40，0x01，0xC0, 0x80，0x41，0x01, 0xC0，0x80, 0x41，0x00，0xC1, 0x81，0x40, 0x01，0xC0, 0x80, 0x41，0x00，0xC1，0x81，0x40，0x00，0xC1, 0x81, 0x40，0x01, 0xC0，0x80，0x41，0x00，0xC1，0x81, 0x40, 0x01，0xC0，0x80，0x41，0x01, 0xC0，0x80，0x41, 0x00，0xC1，0x81, 0x40，0x01, 0xC0，0x80, 0x41，0x00，0xC1, 0x81，0x40, 0x00, 0xC1，0x81, 0x40,0x01，0xC0，0x80，0x41，0x01, 0xC0，0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,0x81，0x40, 0x00，0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0，0x80, 0x41,0x00, 0xC1, 0x81，0x40，0x01，0xC0，0x80，0x41，0x01, 0xC0，0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81，0x40};const uchar code auchCRCLo［］= ｛0x00，0xC0，0xC1，0x01，0xC3, 0x03，0x02，0xC2, 0xC6, 0x06,0x07, 0xC7，0x05，0xC5, 0xC4, 0x04，0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD，0x0F, 0xCF，0xCE，0x0E, 0x0A, 0xCA，0xCB，0x0B, 0xC9，0x09,0x08，0xC8，0xD8，0x18，0x19，0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA，0x1A，0x1E，0xDE，0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C，0xDC，0x14，0xD4,0xD5，0x15, 0xD7，0x17, 0x16, 0xD6，0xD2，0x12, 0x13, 0xD3，0x11，0xD1，0xD0，0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33，0xF3,0xF2，0x32，0x36, 0xF6, 0xF7，0x37, 0xF5，0x35, 0x34, 0xF4,0x3C, 0xFC，0xFD，0x3D，0xFF, 0x3F, 0x3E，0xFE，0xFA, 0x3A，0x3B，0xFB，0x39，0xF9, 0xF8，0x38，0x28, 0xE8, 0xE9，0x29，0xEB, 0x2B，0x2A，0xEA, 0xEE, 0x2E，0x2F，0xEF, 0x2D, 0xED,0xEC，0x2C，0xE4, 0x24，0x25, 0xE5, 0x27，0xE7，0xE6, 0x26,0x22，0xE2, 0xE3, 0x23，0xE1，0x21, 0x20, 0xE0，0xA0, 0x60，0x61，0xA1, 0x63，0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66，0xA6, 0xA7，0x67,0xA5, 0x65，0x64，0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD，0x6D, 0xAF，0x6F，0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B，0xAB, 0x69，0xA9, 0xA8，0x68,0x78，0xB8, 0xB9，0x79，0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA，0xBE，0x7E,0x7F，0xBF，0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C，0xB4, 0x74, 0x75，0xB5,0x77, 0xB7，0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3，0x73, 0xB1，0x71,0x70，0xB0，0x50, 0x90, 0x91，0x51，0x93, 0x53，0x52, 0x92，0x96，0x56，0x57, 0x97, 0x55，0x95，0x94, 0x54，0x9C, 0x5C，0x5D, 0x9D，0x5F, 0x9F，0x9E, 0x5E，0x5A，0x9A，0x9B, 0x5B，0x99, 0x59，0x58，0x98，0x88，0x48，0x49, 0x89, 0x4B，0x8B，0x8A, 0x4A, 0x4E，0x8E, 0x8F, 0x4F，0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C，0x44，0x84, 0x85，0x45, 0x87，0x47, 0x46, 0x86，0x82，0x42,0x43，0x83，0x41, 0x81, 0x80，0x40};/****＊＊*＊*＊＊*＊＊＊＊＊****＊＊***＊*＊＊*＊*＊**＊＊**＊**＊Function：CRC校验子函数Input:要校验的数组起始地址长度Output：16位校验码(高位在前）＊*＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊**＊*＊＊*＊***********＊＊*******＊/uint crccheck(uchar *puchMsg, uchar usDataLen）{uchar uchCRCHi = 0xFF ;uchar uchCRCLo = 0xFF ；uchar uIndex ;while （usDataLen--){uIndex = uchCRCHi ^ ＊puchMsg++ ;uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi［uIndex］;uchCRCLo = auchCRCLo［uIndex］；}return (uchCRCHi 〈〈8 ｜uchCRCLo）；｝/*＊**＊**＊＊*＊＊**＊**＊＊**＊*＊*******＊**＊*＊*＊＊*＊** Function:读线圈状态子函数Input：无Output：无***＊*＊*＊**＊**＊***＊*＊*＊＊*＊*＊*＊＊＊*＊＊**＊＊**＊*＊*/void ReadCoil(void）{uint StartAddress,tempAddress;uchar CoilNum,i，ByteNum，j;uchar CoilVal;bit exit=0；StartAddress=resvbuf［2];StartAddress=StartAddress|resvbuf[3]；tempAddress=StartAddress;CoilNum=resvbuf［5］；//读取的位数ByteNum=CoilNum/8;if（CoilNum%8!=0)ByteNum++;Sendbuf[2］=ByteNum;//返回的字节数if（resvbuf[1］==0x01){for(i=0；i〈ByteNum;i++）｛Sendbuf[i+3]=0;for（j=0；j〈8;j++){CoilVal=GetCoilVal(StartAddress）;Sendbuf［i+3］｜=CoilVal<〈j；StartAddress++；if（StartAddress〉=tempAddress+CoilNum)｛exit=1；break;｝｝if(exit==1）break；}}else if(resvbuf[1]==0x02)｛for（i=0;i<ByteNum;i++）｛Sendbuf[i+3]=0；for(j=0；j〈8;j++)｛CoilVal=GetSWVal（StartAddress)；Sendbuf[i+3］|=CoilVal<<j；StartAddress++；if(StartAddress>=tempAddress+CoilNum){exit=1;break;｝｝if(exit==1）break；｝｝SendCount=5+ByteNum；SendData（)；}/*＊***＊***＊***＊*＊***＊******＊＊***＊＊＊*＊**＊＊**＊＊Function：读寄存器状态子函数Input：无Output:无＊＊＊＊**＊**＊*＊*＊＊**＊＊＊＊**＊***＊*＊**＊*＊*＊＊＊**＊＊＊/void ReadRegisters(void)｛uint StartAddress;uchar ByteCount，i；StartAddress=resvbuf[2］;StartAddress=StartAddress〈〈8｜resvbuf［3]；ByteCount=resvbuf［5］*2；Sendbuf[2]=resvbuf［5];if（resvbuf［1］==0x03）for(i=0；i<ByteCount;i+=2）{Sendbuf［i+4］=ReWrbuf［StartAddress］&0xff；Sendbuf［i+3]=ReWrbuf［StartAddress］>〉8；StartAddress++;｝else if（resvbuf［1]==0x04）for（i=0;i〈ByteCount；i+=2){Sendbuf［i+4］=ReOnlybuf[StartAddress］；Sendbuf[i+3］=ReOnlybuf[StartAddress］；StartAddress++；｝SendCount=ByteCount+5；SendData()；}/*＊*＊＊*＊＊*＊*＊＊**＊****＊＊*＊＊＊＊**＊＊***＊**＊＊*＊＊**Function：强制单线圈子函数Input:无Output：无**＊*＊＊＊*＊***＊＊＊*＊*＊*＊*＊******＊********＊＊＊**＊/ void ForceSingalCoil(void){uint Address,OnOff；bit temp,CoilVal；Address=resvbuf[2］〈<8|resvbuf[3］;OnOff=resvbuf［4]<<8｜resvbuf［5］;if（OnOff==0x0000){CoilVal=0;temp=SetCoilVal(Address,CoilVal）；}else if(OnOff==0xFF00）{CoilVal=1；temp=SetCoilVal（Address，CoilVal);}if（temp==1)｛Sendbuf[2]=resvbuf［2]；Sendbuf［3]=resvbuf[3］;Sendbuf[4]=resvbuf[4]；Sendbuf［5]=resvbuf［5]；SendCount=8；SendData();}elseError=1；}/＊＊＊＊*＊*＊＊＊＊*＊＊***＊*＊＊*＊＊＊＊***＊＊＊*＊＊***＊＊****Function：强制单寄存器子函数Input:无Output：无＊＊**＊＊＊*＊**＊**＊＊＊*＊**＊＊*＊＊＊*＊＊****＊＊＊＊*＊**＊＊/void SetOneRegisterVal（）｛uint R_Address,RegisterVal;bit temp1;R_Address=resvbuf［2];R_Address=R_Address<〈8|resvbuf[3］;RegisterVal=resvbuf［4];RegisterVal=RegisterVal<<8|resvbuf［5］；temp1=SetRegisterVal（R_Address，RegisterVal）；if（temp1==1){Sendbuf[2］=resvbuf[2］；Sendbuf［3]=resvbuf[3］；Sendbuf[4］=resvbuf［4］；Sendbuf[5]=resvbuf［5］;SendCount=8；SendData()；｝elseError=1;｝/*＊＊*＊＊**＊***＊*＊*＊＊＊*＊*＊***＊**＊＊＊＊*＊＊*＊＊*****Function：读线圈值子函数Input：线圈地址Output:线圈的值*****＊＊**＊＊＊**＊＊＊*＊＊*****＊**＊*＊**＊**＊**＊*＊*＊/uchar GetCoilVal（uint Address）{uint CoilAddress;uchar CoilVal=0;CoilAddress=Address;switch（CoilAddress＆0x0f)｛case 0：CoilVal=Coil1_bit0;break；case 1：CoilVal=Coil1_bit1；break；case 2: CoilVal=Coil1_bit2;break;case 3：CoilVal=Coil1_bit3;break；case 4: CoilVal=Coil1_bit4；break;case 5: CoilVal=Coil1_bit5;break；case 6：CoilVal=Coil1_bit6;break;case 7: CoilVal=Coil1_bit7；break；case 8：CoilVal=Coil2_bit8；break；case 9: CoilVal=Coil2_bit9；break;case 10: CoilVal=Coil2_bit10;break；case 11: CoilVal=Coil2_bit11；break;case 12： CoilVal=Coil2_bit12;break；case 13： CoilVal=Coil2_bit13;break;case 14: CoilVal=Coil2_bit14；break；case 15： CoilVal=Coil2_bit15;break；default：break；｝return CoilVal;｝/＊＊*＊＊＊*＊**＊*＊＊****＊＊＊********＊*＊＊*＊***＊＊＊***Function：读开关值子函数Input：开关地址Output：开关值*******＊＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊***＊**＊＊＊＊*＊*＊*/uchar GetSWVal（uint Address1){uchar CoilVal;uchar SW1，SW2=0xff；SW1=P2；Switch=SW2〈〈8｜SW1;switch(Address1＆0x0f)｛case 0: CoilVal=Switch&0x01;break；case 1：CoilVal=Switch>>1＆0x01；break；case 2：CoilVal=Switch>〉2＆0x01；break；case 3：CoilVal=Switch>>3＆0x01；break；case 4：CoilVal=Switch〉〉4＆0x01;break;case 5: CoilVal=Switch>〉5&0x01;break；case 6: CoilVal=Switch>>6&0x01;break;case 7：CoilVal=Switch〉>7＆0x01;break;case 8：CoilVal=Switch>〉8＆0x01;break;case 9：CoilVal=Switch〉>9&0x01;break;case 10： CoilVal=Switch>>10＆0x01;break;case 11： CoilVal=Switch〉〉11&0x01;break;case 12: CoilVal=Switch>〉12＆0x01；break;case 13: CoilVal=Switch〉>13＆0x01；break；case 14： CoilVal=Switch>〉14&0x01；break;case 15： CoilVal=Switch〉〉15＆0x01;break；default: break;｝return CoilVal；｝/＊*＊**＊＊*************＊*＊***＊＊＊*＊*＊＊*＊***＊＊＊*＊Function：强制单线圈值子函数Input:线圈地址，强制值Output：结果值*＊*＊＊*＊＊*＊**＊＊＊*＊*＊*＊＊*＊＊＊＊＊***＊＊＊***＊＊*＊＊＊*/bit SetCoilVal（uint Address，bit Val）{bit result=1;switch（Address＆0x0f)｛case 0: Coil1_bit0=Val；break;case 1: Coil1_bit1=Val;break;case 2：Coil1_bit2=Val；break;case 3: Coil1_bit3=Val；break;case 4: Coil1_bit4=Val;break；case 5：Coil1_bit5=Val;break；case 6: Coil1_bit6=Val;break；case 7：Coil1_bit7=Val;break；case 8：Coil2_bit8=Val;break;case 9: Coil2_bit9=Val；break;case 10： Coil2_bit10=Val；break；case 11: Coil2_bit11=Val;break;case 12： Coil2_bit12=Val；break;case 13： Coil2_bit13=Val；break；case 14: Coil2_bit14=Val；break；case 15： Coil2_bit15=Val;break；default: result=0;break;}P1=Coil1;return result；｝/***＊****＊＊*＊＊＊*＊********＊＊＊＊＊＊＊**＊***＊＊＊****Function：设置单寄存器值子函数Input:寄存器地址，值Output：结果值＊＊**＊＊＊＊****＊*＊**＊＊＊*＊＊＊**＊**＊******＊＊＊＊＊*＊＊/bit SetRegisterVal（uint Address1,uint Val1）｛uchar Addr；bit result1=1;Addr=Address1&0x0f;if（Addr<16）ReWrbuf[Addr］=Val1；elseresult1=0;return result1; ｝。

在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。

最初采用的方式是RS232接口，由于工业现场比较复杂,各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误.除此之外,RS232接口只能实现点对点通信，不具备联网功能，最大传输距离也只能达到几十米,不能满足远距离通信要求。

而RS485则解决了这些问题,数据信号采用差分传输方式，可以有效的解决共模干扰问题，最大距离可以到1200米，并且允许多个收发设备接到同一条总线上。

随着工业应用通信越来越多，1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议,现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议，本节课我们要讲解一下RS485通信和Modbus协议。

单单使用一块KST-51开发板是不能够进行RS485实验的，应很多同学的要求，把这节课作为扩展课程讲一下,如果要做本课相关实验，需要自行购买USB转485通信模块。

18.1 RS485通信实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232有几处不足的地方：1、接口的信号电平值较高，达到十几V,容易损坏接口电路的芯片,而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。

2、传输速率有局限，不可以过高，一般到几十Kb/s就到极限了。

3、接口使用信号线和GND与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。

4、传输距离有限,最多只能通信几十米。

5、通信的时候只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。

针对RS232接口的不足，就不断出现了一些新的接口标准，RS485就是其中之一，他具备以下的特点：1、我们在讲A/D的时候，讲过差分信号输入的概念，同时也介绍了差分输入的好处，最大的优势是可以抑制共模干扰。

尤其工业现场的环境比较复杂,干扰比较多，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干扰。