FreeModbus溫濕度傳感器試驗
時間：2018-08-16 來源：未知
【實驗目的】
● 學習STM32的Cortex-M0系列芯片的使用
● 學習IAR開發軟件的使用方法，如仿真調試
● 通過本實驗掌握ModBus協議
【實驗環境】
● STM32F051 Cortex-M0模塊
● IAR開發工具和相應的仿真器
● PC機 XP、win7/win8/win10(32/64)
【實驗內容】
利用STM32F051庫函數編寫ModBus實驗程序，實現M0模塊上電默認為從機，當接收到命令時可以，可以自動切換為主機，向溫濕度傳感器發送請求命令，溫濕度傳感器響應返回數據。M0通過無線ZigBee(串口2)發送出去。ZigBee協調接收無線數據并顯示到串口上。
【實驗原理】
圖 STM32F051原理圖
溫濕度傳感：
【實驗步驟】
完成第“開發環境搭建”章節的IAR環境搭建，就可以做傳感器實驗了，首先打開光盤中的傳感器工程文件。
工程源碼路徑：【智能農業光盤資料\01程序源碼\03M0節點源碼\01Modbus_STM32F051(溫濕度1 01)\Project】
編譯下載程序(先編譯后下載)
打開“設備管理”。
查看COM口，打開串口調試助手。波特率9600，串口號COM8。
M0模塊與485總線板子連接在一起。并確保溫濕度傳感器連接到485上。
【實驗現象】
利用串口調試助手，串口轉485調試板，485總線的線和調試板相連接。
在串口發送區發送請求命令，返回讀到的溫濕度環境信息：
發送請求命令：01 03 00 00 00 02 C4 0B
根據ModBus協議：01：設備地址 03：設備地址 00 00：起始寄存器地址 00 02：從起始地址，讀取2個地址，讀取數據值。C4 0B： CRC校驗
返回環境信息：01 03 04 00 B8 01 51 BA 7A
根據ModBus協議：01：設備地址 03：設備地址 04：數據長度 00 B8：溫度值 01 51：濕度值
BA 7A：CRC校驗
【實驗代碼】
定義主從關系，默認ModBusSlave = 1，此時程序為從機，和溫濕度傳感器是并聯。
COBOL Code
uint8_t ModBusSlave = 1;
uint8_t ModBusMaster = 0;
當從機接收到命令時，會有從機轉變為主機，主動采集溫濕度傳感器環境信息。并1S上報一次環境數據。
(1)接收到從機轉主機的命令(485發來的數據)：
00 06 00 03 00 01 B9 DB
廣播地址 + 06 + 0003 + 00 01 + CRC校驗
06表示ModBus 寫保持寄存器命令。
0003表示寫第幾個寄存器。
0001表示向寄存器中寫的內容。為1有485網絡切換到ZigBee網絡(主機模式)
B9DB表示CRC校驗
ZigBee協調器插到電腦上USB，通過串口調試助手打開ZigBee協調器的COM口(波特率115200)，顯示接收到M0傳感器采集的數據。數據格式是21 5A 打頭數據，含有設備地址、傳感器類型和數據。
M0上傳的協議數據如下：
uint8_t usSendBuf[SendLong] = {0x21,0x5A, SlaveID,0x00,0x74,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x6B};
第5、6、7位為數據位，其他的是固定寫法。
接收數據
數據：215A0100740000000000006B
位號：01234567891011
含義：標記網絡從機ID保留類型采集的數據保留位
第0字節位是標記位，用于判斷次數據包是否是合法的需要的數據包。
第1字節位是用于區分網絡類型的，分為二種網絡：zigbee-5A,RS485-52。
第2字節表示的是節點的地址位(ID)，1~255之間。
第4字節位是節點的類型，包括：：溫濕度-74，土壤溫濕度-74，光感-6C，紅外-69，C02-63，加熱器-57，加濕器-48，通風-46，照明-4C，噴濕-44，遮陽-53，報警-41 等多種類型的傳感器。
(2)接收到主機轉從此機的命令(ZigBee發來的數據)：
數據：236352626F7901
位號：0123456
含義：標記標記網絡預留預留預留
第0，1字節位是標記位，用于判斷次數據包是否是合法的需要的數據包。
第0字節標記位：0x23(#) 表示此數據為命令字段
第1字節標記位：0x63(c) 表示此數據為網絡切換命令
第2字節位是網絡位：用于判斷要切換到那種網絡
0x5A(Z)：zigbee網絡
0x52(R)：rs485網絡
第3字節位：此系統預留--必須為0
第4，5字節位：此系統預留--必須為0
第6字節位：此系統預留--必須為0
主程序
int main(void)
{
uint8_t i;
uint8_t RxData;
uint8_t Senddata[13] ={0};
uint8_t sendflag = 0;
/*!< At this stage the microcontroller clock setting is already configured,
this is done through SystemInit() function which is called from startup
file (startup_stm32f0xx.s) before to branch to application main.
To reconfigure the default setting of SystemInit() function, refer to
system_stm32f0xx.c file
*/
/* SysTick end of count event each 10ms */
RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 100);
/* Add your application code here
*/
LED_Init();
//初始化繼電器
Relay_Init(Relay1_PORT,Relay1_PIN);
Relay_Init(Relay2_PORT,Relay2_PIN);
Relay_Init(Relay485_PORT,Relay485_PIN);
Usart_Init(USART2,115200);
if(ModBusMaster)
Usart_Init(USART1,9600);
if(ModBusSlave)
{
//模式 從地址 端口 波特率 校驗位
eMBInit(MB_RTU, MSlaveID, 0x01, 9600, MB_PAR_NONE);
//啟動FreeModbus
eMBEnable();
}
QueueInit(&FIFO_485);
/* Infinite loop */
while (1)
{
if(ModBusMaster)
{
//向ZigBee發送接收到ModBus的數據 ModBus ====》ZigBee
if(FIFO_485.count >= 1)
{
QueueOut(&FIFO_485,&RxData);
if(RxData == SlaveID)
{
Senddata[0] = RxData;
QueueOut(&FIFO_485,&RxData);
if(RxData == 0x03)
{
Senddata[1] = RxData;
for(i=2;i<12;i++)
{
QueueOut(&FIFO_485,&RxData);
Senddata[i] = RxData;
}
usSendBuf[5] = 0;
usSendBuf[6] = (Senddata[3] << 8) | (Senddata[4] /10);
usSendBuf[7] = (Senddata[5] << 8) | (Senddata[6] /10);
for(i=0;i < 12;i++)
{
USART_SendData(USART2, usSendBuf[i]);
/* Loop until the end of transmission */
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET)
{}
}
}
}
}
if(FIFO_485.count == 0 )
{
Delay(150);
//發送ModBus命令，通過ZigBee上報給網關(不來)
ModBusSend(HUM1_buf);
}
//發送zigbee串口2接收到的ModBus命令---->請求傳感器命令
if(RxZigbeelen == RxZigbeelong)
{
//判斷接收zigbee的數據，是否為485繼電器切換命令
if((Rx_Zigbee_buf[1] == 0x63) && (Rx_Zigbee_buf[2] == 0x52))
{
USART_Cmd(USART1, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
//繼電器切換為常閉狀態
GPIO_ResetBits(Relay485_PORT, Relay485_PIN);
//清空zigbee接收緩沖區的數據
memset(Rx_Zigbee_buf,0,64);//sizeof(char)*RxModbuslen);
RxZigbeelen = 0;
ModBusSlave = 1;
ModBusMaster = 0;
if(ModBusSlave)
{
//模式 從地址 端口 波特率 校驗位
eMBInit(MB_RTU, MSlaveID, 0x01, 9600, MB_PAR_NONE);
//啟動FreeModbus
eMBEnable();
}
}//判斷是否為控制繼電器命令(開)
else if(Rx_Zigbee_buf[3] == 'Z'){
if(Rx_Zigbee_buf[4] == MSlaveID){ //判斷控制的地址
if(Rx_Zigbee_buf[6] == '1'){ //繼電器的開
//控制繼電器撥到常開 PB.8
GPIO_SetBits(Relay2_PORT,Relay2_PIN );
//清空zigbee接收緩沖區的數據
memset(Rx_Zigbee_buf,0,64);//sizeof(char)*RxModbuslen);
RxZigbeelen = 0;
}else if(Rx_Zigbee_buf[6] == '0'){
//控制繼電器撥到常開 PB.8
GPIO_ResetBits(Relay2_PORT,Relay2_PIN );
//清空zigbee接收緩沖區的數據
memset(Rx_Zigbee_buf,0,64);//sizeof(char)*RxModbuslen);
RxZigbeelen = 0;
}
}
}
}
else if(RxZigbeelen > RxZigbeelong)
{
memset(Rx_Zigbee_buf,0,64);//sizeof(char)*RxModbuslen);
RxZigbeelen = 0;
}
//如果485切換成功，則燈滅
if(Led_flag == 1)
{
LED2_OFF();//關閉led燈
Led_flag = 0;
}
}
if(ModBusSlave)
{
eMBPoll( );
//從機接收到數據判斷，可改變主從模式，下面關閉從模式
if((usRegHoldingBuf[3] & 0xFF) == 0x01)
{
USART_Cmd(USART1, DISABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE);
//主從切換的繼電器切換到常開
GPIO_SetBits(Relay485_PORT,Relay485_PIN );
if(ModBusSlave)
{
eMBDisable();
ModBusSlave = 0;
ModBusMaster = 1;
if(ModBusMaster)
Usart_Init(USART1,9600);
Delay(5);
}
//清空
usRegHoldingBuf[3] &= ~(1 << 0);
}
if(Led_flag == 0)
{
LED2_ON();//開led燈
Led_flag = 1;
}
}
}
}
