stm32移植MODBUS RTU协议中帧、字节、定时器的关系理解

1. MODBUS RTU协议

 

帧格式（报文格式)

例如：读40005、40006两个寄存器，假设从机地址为1

主机发给从机的报文（帧数据）：01 03 00 04 00 02 85 ca

 

帧与字节：

每个帧，都是以字节作为最小单元进行一次性发送。

每个字节（例如01，03等）在实际发送中，采用下面的格式发送。

 

起始位位：低电平；

偶检验位：根据1-8中的1的个数，偶数则该位位1；

停止位位：高电平。

 

USART中字节的接收和发送：

在STM32的USART中，是按照字节发送的，每接收或发送一个字节，产生一次中断。

例如上面的命令：01 03 00 04 00 02 85 ca

接收的步骤：

1）先接收01，然后产生一个中断，进入中断服务程序。

（中断服务程序功能：将01放进缓存中，然后重新定时器赋0值，并开启）

2）开始接收下一个数据：03。

3）依次类推，接收完所有的字节，然后拼接在一起，形成一个完整的数据帧。

 

 

 

如何区分1个完整的帧：

由于RT U没有起始和终止符，如何确定一帧的数据全部接收完了。

答：通过定时器。

两个帧数据之间，如果超过3.5个字符(字节)定时器的接收或发送周期，则产生中断，告诉本次帧接收完成了。

 

字节、帧、定时器之间的配合:

由于USART的时钟和TIM4的时钟频率一致，因此保证他们的每个时钟周期是一样长。

在USART每次接收完一个字节，产生中断函数，函数重新给3.5T的这个定时器赋初始值0并开启。

当最后一个字符（例如上例中的 ca）接收完后，对3.5T定时器进行最后一次赋0值。

3.5T定时器就一直计时，直到产生中断。此时，标志着一帧数据接收完成，开始了下一帧的数据。

 

备注：RTU模式中有一个1.5T的定时器，用来表示某个帧中的2个字节时间间隔超过了1.5T小于3.5T，则这个帧需要被丢弃。

           大部分实际开发过程中，并没有用到1.5T。

 

2. Modbus Ascii协议

帧（报文）格式：

优点：由于有起始、终止符号，因此可以连续传递，不需要时间间隔。

缺点：比RTU多一倍的数据传输。不适合大数据量的传输。

 

例如，地址01的传输。

RTU协议，按照1个字节发送： 起始位(0) + 0000 0001 + 校验位(0) + 停止位(1)

 

ASCII协议，需要发送2次。 01为2个字符。

根据ascii码对应，分别为00000000  和 00000001.  

起始位(0) + 0000 0000 + 校验位(0) + 停止位(1)

起始位(0) + 0000 0001 + 校验位(0) + 停止位(1)