基于Cortex-M3的Modbus协议串口通信

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1、基于Cortex-M3的Modbus协议串口通信冯丽娜，夏路易，杨霞玲（太原理工大学信息工程学院，山西太原030024）摘要：本文主要介绍基于Modbus通信协议的PC机与Cortex-M3串口之间的通信，从而提高通信的可靠性。该系统以PC机作为主站，以Cortex-M3作为从站，采用中断方式实现主站与从站Z间的数据传送。最后以工业控制串口调试工具Commix检测出主站可以准确的读取从站中指定寄存器的存储值。关键词：MODBUS协议；Cortex_M3；串口通信屮图分类号：TN915.04ModbusProtocolSerialCommunicatio

2、nBasedonCortex-M3FENGLina,XIALuyi,YANGXialing（DepartmentofInformationEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi〜030024）Abstract:ThispaperdescribestheserialcommunicationbetweenthePCandCortex_M3,basedontheModbuscommunicationprotocol,whichimprovesthecommunicationreliab

3、ility.ThesystemtakesthePCasthemaster,Cortex_M3astheslave,andusesinterrupttingtoachievethereceivingandIransmittingofdata・Finally,anindustrialcontrolserialportdebuggingtooCommixcandetectthemasterandaccuratelyreadfromslavethestoragevaluespecifiedintheregister.Keywords:Modbusprotoco

4、l;Cortex_M3;serialcommunication0引言在工业牛成中，实现不同类型的口动化设备之间的通信己经变得非常简单方便。虽然串行通信简单高效、易于编程实现，并且始终是各种自动化设备之间实现通信的主要方式之一，但是因为传统的串行通信无校验位从而使得串行通信不可靠。为了使串行通信能够可靠的应用于各种工业自动控制设备，就需耍有通信协议来进行规范。本文使用山Modicon公司开发的Modbus协议4。随着嵌入式技术的发展，以简单单片机为核心的工业控制系统已逐渐不能满足各种应用需求，而以32位嵌入式微控制器为核心的工业控制系统以其功能强、可靠性

5、高、功耗低成为发展趋势。传统的Modbus与微控制器通信主要采用8位或16位单片机目这样使得传输速率很低，而以32位Cortex-M3为内核的微控制器在功能和处理速度上都远远超过8位和16位的微控制器H,特别是对中断编程有很大帮助。因此本文采用Modbus传输协议实现基于Cortex-M3的微控制器与PC机串口之间的通信lH,,从而实现高精度、高效率、高性能的串行通信。作者简介：冯丽娜（1984・），女，硕士硏究生，主要硏究方向：单片机通信联系人：夏路易（1952-）,男，信息工程学院教授，主耍研究方向：单片•机、电子信息.E-mail:yiluxia

6、@yahoo.com.cn1Modbus协议概述1.1Modbus协议简介MODBUS协1定义了各种自动化设备能识别和使用的信息结构。该协议具有纠错能力议强、数据传输量大、实时性好等特点，是工业控制领域使用较广泛的通讯语言。当用MODBUS协议进行通信时，控制器通信使用主从技术，即主站能起动数据传输，称查询。而其它设备（从站）应返回对查询作出的响应，或处理查询所要求的动作。具体的通信过程为：1）主站查询信息设备地址功能代码8位数据字节错误校验2）从站响应信息设备地址功能代码8位数据字节错误校验查询中的功能代码为被寻址的从站设备应执行的动作类型。数据字节

7、中包含从站须执行功能的各附加信息。8位数据字节必须含有主站要操作的从站寄存器的起始地址及数量，错误校验区的一些信息，为从站提供一种校验方法，保证信息内容的完整性。1.1Modbus协议组成MODBUS协议具有两种传输模式：ASCII模式和RTU模式。木文主要采用RTU传输模式。RTU数据帧的组成如表1所示：MODBUSRTU数据帧表1.Tab.1RTUdataframe开始〃设备地址功能数据校验停止T1-T2-T3-T4lByte2.51ByteNByte2ByteT1-T2-T3-T4其中相邻的两帧之间必须间隔至少为总线发送3.5个字符的时间，该时间

8、即为T1-T2-T3-T4oModbus数据帧中功能码主要是主站向从站说明应执行的操作类型，常