32单片机与迪文屏通信的开发学习

本章主要说一下，一个初学者学习迪文屏的经历。适用于略懂、接触过modbus的人。
有一说一，这个迪文屏上位机的软件开发确实简单，比我之前使用的eWin方便了不少。不过迪文屏使用的是RS232接口，它比TFT-LCD驱动起来可能要麻烦一些，对于初学者来说，SPI可能用的还不错，但是MODBUS协议可以说是一个分水岭。能不能用好迪文屏的关键就在于对modbus协议的理解。
迪文屏的接口协议是串口，所以说只需要使用单片机的串口外设即可。

rs232的简介就不多说了，既然要驱动迪文屏，首先就要选择合适的数据协议，说到数据协议，我对于数据协议的通俗理解就是为了让两种不同的东西能够进行沟通的介质。比如一个中国人在和一个美国人打电话，中国人说中国话美国人说美国话，哎这下子美国人蒙了，听不懂说什么，毕竟汉语是世界上最难学的语言，这个时候就需要用到协议的概念了，两个人同时约定说什么语言，这就完美解决了听不懂的问题。当然数据协议最初的产生就是为了解决这类问题，就像单片机和迪文屏进行通信，它俩不能各发各的数据吧，要以固定形式发送数据，这时候对方接收以后已固定形式去解析，这样就可以进行通信了。
接着就不扯皮直接说重点
简单的串口配置就不多写了，配置成串口接收中断即可，发送中断不要求。
先简单介绍一下数据帧格式
以03为例，其他功能码可参考modbus协议文档

接收时寄存器数量为N，那为什么寄存器值为2*N呢？请看下边

03这个功能码的寄存器字节是采用这种方式的，哪怕你的寄存器值是1，也要写成0x00、0x01的形式。本次用到的两个功能码相同，还有10
modbus完整支持很多功能码，但是实际在应用的时候常用的也就那么几个。具体如下：
0x01: 读线圈寄存器写单个寄存器
0x02: 读离散输入寄存器
0x03: 读保持寄存器读整页的寄存器
0x04: 读输入寄存器
0x05: 写单个线圈寄存器
0x06: 写单个保持寄存器写单个寄存器
0x0F: 写多个线圈寄存器
0x10: 写多个保持寄存器写整页的寄存器
如上所示一共8种功能码。所谓的线圈是由于modbus一开始是由PLC诞生的，对应在迪文屏上就是寄存器而已，而寄存器这个概念其实就是迪文屏页面的不同的控件而已。
我在迪文屏中使用到的功能码：
1、功能码03：用来读取整个迪文屏页面的寄存器，当下位机中的数据发生改变，那么上位机界面上也要进行改变（最典型的就是倒计时，下位机定时器，上位机显示倒计时时间值）
此处的寄存器指的就是迪文屏页面的全部变量、控件。当地址为当前页面的起始地址时，而寄存器数量就是当前页面的变量控件的数量。例如当前页面有一个按键开关，一个灯，那么这页就只有两个寄存器。
直接来一段代码：一下代码中的地址全部为0x01
先定义几个指针和结构体：

u8 Rcv_Buffer[210]; //用来存放接收到的完整的一帧数据    （第一个字节用来存放接收到的有效字节数，也就是数组中的有效字节数）
u8 Send_Buffer[210];//用来存放待发送的完整的一帧数据（第一个字节用来存放待发送的有效字节数，也就是数组中的有效字节数）
u8 *PointToRcvBuf;  //用来指向接收的数据缓存
u8 *PointToSendBuf; //用来指向带发送的数据缓存` PointToRcvBuf=Rcv_Buffer;PointToSendBuf=Send_Buffer;

03功能码程序：

/* 函数功能：读取保持寄存器   //读取页面的全部寄存器函数输入：两个指针，pointer_1指向用来存放输入信息帧的数组，pointer_2用来指向存放输出信息帧的数组（两个数组的第一个元素都用来存放信息帧的有效字节个数）后面的元素按照Modbus协议组织。函数输出：无。
*/
void ReadHoldingReg(u8 *pointer_1,u8 *pointer_2)//pointer_1用作输入，pointer_2用作输出
{u16 Address=0;//待读取寄存器起始地址（HoldReg[i],i为0-99对应地址从0到99）u16 Num=0;    //要读取的寄存器个数u16 SendKey;  //要发送数据的校验值Address=(u16)(*(pointer_1+3))*256+(*(pointer_1+4));//先得到寄存器起始地址Num=(u16)(*(pointer_1+5))*256+(*(pointer_1+6));    //先得到要读取的寄存器个数*(pointer_2+2)=0x03;                               //第三个字节为功能码if(*(pointer_1)==8)    //如果接收到的字节数不是8个，就是一个错误帧{if(Address<100) //只要地址小于100，就是合法地址{if(Address+Num<=100&&Num>0) //只要地址加数量大于0小于100，就是合法数量//自己定义即可{//用于for循环u8 i;u8 j;*(pointer_2+3)=Num*2;      //第四个字节为要发送的字节个数//重点在下边*(pointer_2)=1+1+1+Num*2+2;//有效字节个数等于丛机地址+功能码+字节个数+寄存器信息+CRC校验for(i=Address,j=4; i<Address+Num; i++,j+=2){*(pointer_2+j)=(u8)(HoldReg[i]>>8);//先放高位*(pointer_2+j+1)=(u8)(HoldReg[i]&0x00FF);//再放低位}//写入校验码SendKey=CRC16(pointer_2+1,*pointer_2-2);//将计算出来的校验码装入输出数据缓存中*(pointer_2+(*pointer_2-1))=(u8)(SendKey>>8);*(pointer_2+(*pointer_2))=(u8)(SendKey&0x00FF);//启动数据发送ModSend();}else{ErrorHandle(3,pointer_2);//错误读取数量}}else{ErrorHandle(2,pointer_2);//错误起始地址}}else{Comu_Busy=0;}
}

2、10功能码
再配着写一个10的
10功能码是写当前页面的全部寄存器。下位机数据改变那上位机也要随着改变，因此需要这个功能码。
直接上代码：

/* 函数功能：预制多个寄存器函数输入：两个指针，pointer_1指向用来存放输入信息帧的数组，pointer_2用来指向存放输出信息帧的数组（两个数组的第一个元素都用来存放信息帧的有效字节个数）后面的元素按照Modbus协议组织。函数输出：无。
*/
void PresetMulReg(u8 *pointer_1,u8 *pointer_2)//pointer_1用作输入，pointer_2用作输出
{u16 Address=0;//待预制寄存器的起始地址（HoldReg[i],i为0-99对应地址从0到99）u16 Num=0;//要预制的寄存器数量u8  ByteCount;//预制值的字节个数u16 PresetValue=0;//预制数值u16 SendKey;//要发送数据的校验值Address=(u16)(*(pointer_1+3))*256+(*(pointer_1+4));//先得到寄存器地址Num=(u16)(*(pointer_1+5))*256+(*(pointer_1+6));    //先得到待预制寄存器数量*(pointer_2+2)=0x10;                               //第三个字节为功能码ByteCount= *(pointer_1+7);                         //表示命令值的字节数if((*(pointer_1)==9+ByteCount)&&ByteCount>0&&ByteCount<=200&&ByteCount==(u8)(Num*2))//如果接收到的字节数不是预定的个数，或者命令字节数超出允许范围就是一个错误帧{if(Address<100) //只要地址小于100，就是合法地址{if(Address+Num<=100&&Num>0) //只要地址加数量大于0小于100，就是合法数量{//用于for循环u8 i;u8 j;*(pointer_2)=1+1+2+2+2;       //有效字节个数等于丛机地址+功能码+寄存器地址+寄存器数量+CRC校验*(pointer_2+3)=*(pointer_1+3);//将地址值写入输出的寄存器中*(pointer_2+4)=*(pointer_1+4);*(pointer_2+5)=*(pointer_1+5);//将数量写入输出寄存器中*(pointer_2+6)=*(pointer_1+6);for(i=0,j=0; i<Num; i++,j+=2){PresetValue=(u16)(*(pointer_1+8+j))*256+(*(pointer_1+9+j));//先得到预制值HoldReg[Address+i]=PresetValue;                            //将预制值写入保持寄存器}//写入校验码SendKey=CRC16(pointer_2+1,*pointer_2-2);//将计算出来的校验码装入输出数据缓存中*(pointer_2+(*pointer_2-1))=(u8)(SendKey>>8);*(pointer_2+(*pointer_2))=(u8)(SendKey&0x00FF);//启动数据发送ModSend();}else{ErrorHandle(3,pointer_2);//错误读取数量}}else{ErrorHandle(2,pointer_2);//错误起始地址}}else{Comu_Busy=0;}
}

附加：错误帧处理和CRC校验

在这里插入代码片/* 函数功能：错误帧处理（处理1,2,3,6四类错误，其中1为不合法功能码，2不合法数据地址，3不合法数据，6从机设备忙碌）函数输入：第一个参数Mode用来指示哪一类错误，pointer用来指向存放输出信息帧的数组（两个数组的第一个元素都用来存放信息帧的有效字节个数）后面的元素按照Modbus协议组织。函数输出：无。
*/
void  ErrorHandle(u8 Mode,u8 *Pointer)
{u16 SendKey;//要发送数据的校验值HaveMes=0;//清除信息位TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);TIM_SetCounter(TIM3,0);Rcv_Complete=1;Comu_Busy=1;Rcv_Buffer[0]=Rcv_Num;switch(Mode){case 1:*(Pointer+3)=0x01;//错误功能码break;case 2:*(Pointer+3)=0x02;//错误地址break;case 3:*(Pointer+3)=0x03;//错误数据break;case 6:*(Pointer+3)=0x06;//从设备忙break;}*Pointer=0x05;//输出寄存器有效数据个数*(Pointer+2)|=0x80;//功能码最高位置一//写入校验码SendKey=CRC16(Pointer+1,*Pointer-2);//将计算出来的校验码装入输出数据缓存中*(Pointer+(*Pointer-1))=(u8)(SendKey>>8);*(Pointer+(*Pointer))=(u8)(SendKey&0x00FF);//启动数据发送ModSend();printlog("error:%d\r\n",Mode);
}/* 函数功能：CRC校验用函数函数输入：puchMsgg是要进行CRC校验的消息，usDataLen是消息中字节数
函数输出：计算出来的CRC校验码。
*/
u16 CRC16(u8 *puchMsgg,u8 usDataLen)//puchMsgg是要进行CRC校验的消息，usDataLen是消息中字节数
{u8 uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC字节初始化*/u8 uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字节初始化*/u8 uIndex ; /* CRC循环中的索引*/while (usDataLen--) /* 传输消息缓冲区*/{uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsgg++ ; /* 计算CRC */uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;}return ((uchCRCHi << 8) | uchCRCLo) ;
}

如果有开发问题，可直接与我沟通联系，作者每天都会看博客，欢迎指正。

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