一、RS485基礎(chǔ)通信例程實現(xiàn)的功能描述

開發(fā)板通過UART1接口 SP485EEN芯片實現(xiàn)和電腦端串口調(diào)試助手的通信。并實現(xiàn)如下兩個收發(fā)范例功能：
如果PC端通過485向開發(fā)板發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)，且5字節(jié)數(shù)據(jù)為06 07 08 09 0A，則黃色LED1閃爍一次
開發(fā)板每隔1秒通過485向PC端發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)，01 02 03 04 05

二、本實驗教學(xué)目的

掌握基于ShineBlink的：
UART通信（占用RX1,TX1）
GPIO控制485轉(zhuǎn)換芯片的方向（D2引腳控制485芯片的方向，高電平）
-GPIO控制LED1亮滅（D8連接黃色LED1）

三、本實驗涉及的模塊
485接口在開發(fā)板上的位置如下：

注意，為了使用485接口，必須將P7和P8跳線帽短接才能讓TX1引腳、RX1引腳和485轉(zhuǎn)換芯片連接。

四、完整源代碼
以下代碼實現(xiàn)了如下功能：
如果PC端通過485向開發(fā)板發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)，且5字節(jié)數(shù)據(jù)為06 07 08 09 0A，則黃色LED1閃爍一次
開發(fā)板每隔1秒通過485向PC端發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)，01 02 03 04 05

1. LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD") –初始化GPIO控制黃色LED1
2. LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD") –初始化GPIO控制Max485 RE DE 收發(fā)控制
3. –配置Uart1串口波特率為19200，用作485通訊
4. LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200")
5. –使能MAX485發(fā)送
6. function SendEn()
7. LIB_GpioWrite("D2",1)
8. end
9. –使能MAX485接收
10. function recvEn()
11. LIB_GpioWrite("D2",0)
12. end
13. –使能10毫秒定時器開始工作
14. LIB_10msTimerConfig("ENABLE")
15. cnt_10ms = 0
16. –定義10毫秒定時器的中斷函數(shù)
17. function LIB_10msTimerCallback()
18. cnt_10ms = cnt_10ms 1
19. end
20. –開始大循環(huán)
21. while(GC(1) == true)
22. do
23. –每1秒發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)給PC端
24. if cnt_10ms >= 100 then –1000ms
25. cnt_10ms = 0
26. send_data = {1,2,3,4,5}
27. SendEn()
28. LIB_Uart1BlockSend(send_data)
29. RecvEn()
30. end
31. –查詢是否收到PC端發(fā)來的5字節(jié)數(shù)據(jù)，并驗證
32. recv_flag,recv_data = LIB_Uart1Recv()
33. if recv_flag == 1 and #recv_data == 5 then
34. 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
35. LIB_GpioToggle("D8") –切換LED狀態(tài)
36. end
37. end
38. end

復(fù)制代碼

五、實驗現(xiàn)象

將開發(fā)板的485接口通過485轉(zhuǎn)USB工具和PC端連接以后，將上面的代碼復(fù)制到開發(fā)板的虛擬TF卡中并開始運行，之后每秒鐘可以在PC端串口調(diào)試助手收到開發(fā)板發(fā)來的5字節(jié)數(shù)據(jù)(01 02 03 04 05)，并且當(dāng)調(diào)試助手向開發(fā)板下發(fā)(06 07 08 09 0a)以后，開發(fā)板的黃色LED燈會閃爍以下，如下圖：

注意：軟件需要勾選“HEX顯示”和"HEX發(fā)送"。設(shè)備和上位機(jī)（Modbus主機(jī)）通信的實現(xiàn)簡介：下文介紹了如何用ShineBlink作為設(shè)備端(Modbus從機(jī))來和上位機(jī)(Modbus主機(jī))來通信，并在ShineBlink設(shè)備端實現(xiàn)了0x03功能碼（讀取多個保持寄存器）和0x05功能碼（寫單個線圈）的程序代碼。一、實現(xiàn)環(huán)境設(shè)備作為Modbus從機(jī)通過RS485總線和上位機(jī)通信，我們在電腦上運行知名的Modbus Poll調(diào)試軟件作為上位機(jī)來模擬Modbus主機(jī)，Modbus Poll軟件可以到其官網(wǎng)上下載。二、設(shè)備介紹設(shè)備作為Modbus網(wǎng)絡(luò)中的其中一個節(jié)點有如下特性：串口屬性：19200、N、8、1設(shè)備地址：21（0x15）設(shè)備支持的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(jī)通過向設(shè)備發(fā)送0x05功能碼，對線圈地址為0x0000的線圈寫入值0xFF00時，設(shè)備開始運行，對線圈地址為0x0000的線圈寫入值0x0000時，設(shè)備停止運行。0x03，上位機(jī)通過向設(shè)備發(fā)送0x03功能碼，讀取保持寄存器起始地址為0x0000的9個保持寄存器（每個保持寄存器值為16bit無符號數(shù)據(jù)），每個寄存器對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下：

三、Modbus通信實現(xiàn)代碼實例

以下代碼不僅實現(xiàn)了03和05功能碼，并實現(xiàn)了將各種異常情況回復(fù)給Modbus主機(jī)。

1. –程序中用到的全局變量定義
2. Pm25Percent = 0
3. HchoPercent = 0
4. TvocPercent = 0
5. MeshPercent = 0.0
6. Temprature1 = 0.00
7. Temprature2 = 0.00
8. Wind485DisSpeed = 0
9. DevIsRunning = 0 –控制設(shè)備運行或停止
10. FaultCode = 0 –故障代碼
12. –ModBus通信函數(shù)定義
13. function ModbusProcess()
14. local sdata = {}
16. –查詢是否收到Modbus主機(jī)發(fā)來的消息
17. flag, data = LIB_Uart1Recv()
18. if flag == 1 then
19. –判斷消息是不是發(fā)給本機(jī)，是本機(jī)的才理會
20. if data[1] == PI[2] then –PI[2], Modbus本機(jī)地址(1-247)
21. –判斷Modbus功能碼
22. if data[2] == 0x05 then — 0x05 寫單個線圈
23. –這里定義線圈地址為0x0000的線圈為開機(jī)/關(guān)機(jī)控制信號
24. if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 then
25. if data[5] == 0xff and data[6] == 0x00 then –ON
26. DevIsRunning = 1 –置1開機(jī)全局變量
27. elseif data[5] == 0x00 and data[6] == 0x00 then –OFF
28. DevIsRunning = 0 –置0開機(jī)全局變量
29. else
30. –這里需回復(fù)非法數(shù)據(jù)03異常消息(非法數(shù)據(jù)值)，讀者可自行完成
31. end
32. –回復(fù)OK，把收到的數(shù)據(jù)原封不動回傳
33. LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模塊發(fā)送
34. LIB_Uart1BlockSend(data)
35. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
36. else
37. –回復(fù)異常消息（非法數(shù)據(jù)地址）
38. sdata[1] = data[1] –本機(jī)地址
39. sdata[2] = data[2] 0x80 –異常的時候功能碼加0x80
40. sdata[3] = 0x02 –異常碼0x02表示設(shè)備不支持此數(shù)據(jù)地址
41. CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
42. sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
43. sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
44. LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模塊發(fā)送
45. LIB_Uart1BlockSend(sdata)
46. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
47. end
48. –這里用0x03而不用0x04是因為很多主機(jī)只支持03 06 16指令，所以就隨大流咯
49. elseif data[2] == 0x03 then –0x03 讀多個保持寄存器
50. –這里定義起始地址為0x0000的這些寄存器存放傳感器數(shù)據(jù)，且讀取的寄存器個數(shù)必須是9個
51. if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 and data[5] == 0x00 and data[6] == 0x09 then
52. sdata[1] = data[1] –本機(jī)地址
53. sdata[2] = data[2] –功能碼
54. sdata[3] = 18 –數(shù)據(jù)域字節(jié)數(shù): 9個寄存器一共18字節(jié)
55. sdata[4] = Pm25Percent >> 8
56. sdata[5] = Pm25Percent & 0x00ff
57. sdata[6] = HchoPercent >> 8
58. sdata[7] = HchoPercent & 0x00ff
59. sdata[8] = TvocPercent >> 8
60. sdata[9] = TvocPercent & 0x00ff
61. sdata[10] = math.floor(MeshPercent) >> 8
62. sdata[11] = math.floor(MeshPercent) & 0x00ff
63. sdata[12] = math.floor(Temprature1) >> 8
64. sdata[13] = math.floor(Temprature1) & 0x00ff
65. sdata[14] = math.floor(Temprature2) >> 8
66. sdata[15] = math.floor(Temprature2) & 0x00ff
67. sdata[16] = Wind485DisSpeed >> 8
68. sdata[17] = Wind485DisSpeed & 0x00ff
69. sdata[18] = DevIsRunning >> 8
70. sdata[19] = DevIsRunning & 0x00ff
71. sdata[20] = FaultCode >> 8
72. sdata[21] = FaultCode & 0x00ff
73. CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
74. sdata[22] = CRC & 0x00ff –低位在前
75. sdata[23] = CRC >> 8 –高位在后
76. –回復(fù)傳感器數(shù)據(jù)
77. LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模塊發(fā)送
78. LIB_Uart1BlockSend(sdata)
79. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
80. else
81. –回復(fù)異常消息（非法數(shù)據(jù)地址）
82. sdata[1] = data[1] –本機(jī)地址
83. sdata[2] = data[2] 0x80 –異常的時候功能碼加0x80
84. sdata[3] = 0x02 –異常碼0x02表示設(shè)備不支持此數(shù)據(jù)地址
85. CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
86. sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
87. sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
88. LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模塊發(fā)送
89. LIB_Uart1BlockSend(sdata)
90. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
91. end
92. else
93. –回復(fù)異常消息（非法功能碼）
94. sdata[1] = data[1] –本機(jī)地址
95. sdata[2] = data[2] 0x80 –異常的時候功能碼加0x80
96. sdata[3] = 0x01 –異常碼0x01表示設(shè)備不支持此功能碼
97. CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
98. sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
99. sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
100. LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模塊發(fā)送
101. LIB_Uart1BlockSend(sdata)
102. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
103. end
104. end
105. end
106. end
107. ?
108. –開始初始化ShineBlink
109. –配置Uart1串口波特率為19200，接485模塊
110. LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200")
111. –485發(fā)送和接收控制引腳
112. LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD")
113. LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模塊接收
114. ?
115. –開始大循環(huán)
116. while(GC(1) == true)
117. do
118. –Modbus通信處理
119. ModbusProcess()
120. end

復(fù)制代碼

四、Modbus Poll 上位機(jī)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（Connectiong）

（3）建立連接后的數(shù)據(jù)通信
1. 上位機(jī)每秒鐘自動下發(fā)0x03指令讀取設(shè)備的起始地址為0x0000的9個保持寄存器的值

通信數(shù)據(jù)日志：

上面設(shè)備回復(fù)的23個字節(jié)數(shù)據(jù)舉例說明：例如：15 03 12 00 06 00 00 00 01 00 00 00 16 00 16 00 00 00 00 00 00 D5 16數(shù)據(jù)結(jié)尾的CRC算法采用Modbus Crc16

1. 本機(jī)地址：0x15
2. 功能碼：0x03
3. 字節(jié)數(shù)：18字節(jié)（9個16bit無符號寄存器）
4. 寄存器1：0x0006 表示pm25=6
5. 寄存器2：0x0000 表示hch0=0
6. 寄存器3：0x0001 表示tvoc=1
7. 寄存器4：0x0000 表示mesh=6
8. 寄存器5：0x0016 表示temprature1=21度
9. 寄存器6：0x0016 表示temprature2=21度
10. 寄存器7：0x0000 表示windspeed=0
11. 寄存器8：0x0000 表示running=0
12. 寄存器9：0x0000 表示faultcode=0
13. CRC_L:0xD5
14. CRC_H:0x16

復(fù)制代碼
2. 上位機(jī)下發(fā)開機(jī)命令（功能碼0x05，向線圈地址為0x0000處寫單個線圈值0xFF00）

通信數(shù)據(jù)日志：

3. 上位機(jī)下發(fā)停機(jī)命令（功能碼0x05， 向線圈地址為0x0000處寫單個線圈值0x0000）

上位機(jī)發(fā)送: 15 05 00 00 00 00 CE DE 設(shè)備應(yīng)回復(fù): 15 05 00 00 00 00 CE DE