一、RS485基礎(chǔ)通信例程實(shí)現(xiàn)的功能描述

開發(fā)板通過(guò)UART1接口 SP485EEN芯片實(shí)現(xiàn)和電腦端串口調(diào)試助手的通信。并實(shí)現(xiàn)如下兩個(gè)收發(fā)范例功能：
如果PC端通過(guò)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(guò)485向PC端發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù)，01 02 03 04 05

二、本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了如下功能：
如果PC端通過(guò)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(guò)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(shí)器開始工作
14. LIB_10msTimerConfig("ENABLE")
15. cnt_10ms = 0
16. –定義10毫秒定時(shí)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(lái)的5字節(jié)數(shù)據(jù)，并驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

將開發(fā)板的485接口通過(guò)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(yùn)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(lái)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(huì)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介：下文介紹了如何用ShineBlink作為設(shè)備端(Modbus從機(jī))來(lái)和上位機(jī)(Modbus主機(jī))來(lái)通信，并在ShineBlink設(shè)備端實(shí)現(xiàn)了0x03功能碼（讀取多個(gè)保持寄存器）和0x05功能碼（寫單個(gè)線圈）的程序代碼。一、實(shí)現(xiàn)環(huán)境設(shè)備作為Modbus從機(jī)通過(guò)RS485總線和上位機(jī)通信，我們?cè)陔娔X上運(yùn)行知名的Modbus Poll調(diào)試軟件作為上位機(jī)來(lái)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(gè)節(jié)點(diǎn)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(gè)線圈0x03 讀取多個(gè)保持寄存器功能介紹：0x05，上位機(jī)通過(guò)向設(shè)備發(fā)送0x05功能碼，對(duì)線圈地址為0x0000的線圈寫入值0xFF00時(shí)，設(shè)備開始運(yùn)行，對(duì)線圈地址為0x0000的線圈寫入值0x0000時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行。0x03，上位機(jī)通過(guò)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(gè)保持寄存器（每個(gè)保持寄存器值為16bit無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)），每個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如下：

三、Modbus通信實(shí)現(xiàn)代碼實(shí)例

以下代碼不僅實(shí)現(xiàn)了03和05功能碼，并實(shí)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(yùn)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(lái)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(huì)
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(gè)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(hào)
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(dòng)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(shí)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?yàn)楹芏嘀鳈C(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(gè)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(gè)數(shù)必須是9個(gè)
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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(dòng)下發(fā)0x03指令讀取設(shè)備的起始地址為0x0000的9個(gè)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(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)舉例說(shuō)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(gè)16bit無(wú)符號(hào)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(gè)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(gè)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