低代码物联网开发板RS485串口及Modbus范例可接入机智云-云科研-广西壮族自治区亚热带作物研究所

一、RS485基础通信例程实现的功能描述

开发板通过UART1接口 SP485EEN芯片实现和电脑端串口调试助手的通信。并实现如下两个收发范例功能：
如果PC端通过485向开发板发送5字节数据，且5字节数据为06 07 08 09 0A，则黄色LED1闪烁一次
开发板每隔1秒通过485向PC端发送5字节数据，01 02 03 04 05

二、本实验教学目的

掌握基于ShineBlink的：
UART通信（占用RX1,TX1）
GPIO控制485转换芯片的方向（D2引脚控制485芯片的方向，高电平）
-GPIO控制LED1亮灭（D8连接黄色LED1）

三、本实验涉及的模块
485接口在开发板上的位置如下：

低代码物联网开发板RS485串口及Modbus范例可接入机智云

注意，为了使用485接口，必须将P7和P8跳线帽短接才能让TX1引脚、RX1引脚和485转换芯片连接。

四、完整源代码
以下代码实现了如下功能：
如果PC端通过485向开发板发送5字节数据，且5字节数据为06 07 08 09 0A，则黄色LED1闪烁一次
开发板每隔1秒通过485向PC端发送5字节数据，01 02 03 04 05

LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD") –初始化GPIO控制黄色LED1
LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD") –初始化GPIO控制Max485 RE DE 收发控制
–配置Uart1串口波特率为19200，用作485通讯
LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200")
–使能MAX485发送
function SendEn()
LIB_GpioWrite("D2",1)
end
–使能MAX485接收
function recvEn()
LIB_GpioWrite("D2",0)
end
–使能10毫秒定时器开始工作
LIB_10msTimerConfig("ENABLE")
cnt_10ms = 0
–定义10毫秒定时器的中断函数
function LIB_10msTimerCallback()
cnt_10ms = cnt_10ms 1
end
–开始大循环
while(GC(1) == true)
do
–每1秒发送5字节数据给PC端
if cnt_10ms >= 100 then –1000ms
cnt_10ms = 0
send_data = {1,2,3,4,5}
SendEn()
LIB_Uart1BlockSend(send_data)
RecvEn()
end
–查询是否收到PC端发来的5字节数据，并验证
recv_flag,recv_data = LIB_Uart1Recv()
if recv_flag == 1 and #recv_data == 5 then
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
LIB_GpioToggle("D8") –切换LED状态
end
end
end

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五、实验现象

将开发板的485接口通过485转USB工具和PC端连接以后，将上面的代码复制到开发板的虚拟TF卡中并开始运行，之后每秒钟可以在PC端串口调试助手收到开发板发来的5字节数据(01 02 03 04 05)，并且当调试助手向开发板下发(06 07 08 09 0a)以后，开发板的黄色LED灯会闪烁以下，如下图：

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注意：软件需要勾选“HEX显示”和"HEX发送"。设备和上位机（Modbus主机）通信的实现简介：下文介绍了如何用ShineBlink作为设备端(Modbus从机)来和上位机(Modbus主机)来通信，并在ShineBlink设备端实现了0x03功能码（读取多个保持寄存器）和0x05功能码（写单个线圈）的程序代码。一、实现环境设备作为Modbus从机通过RS485总线和上位机通信，我们在电脑上运行知名的Modbus Poll调试软件作为上位机来模拟Modbus主机，Modbus Poll软件可以到其官网上下载。二、设备介绍设备作为Modbus网络中的其中一个节点有如下特性：串口属性：19200、N、8、1设备地址：21（0x15）设备支持的Modbus功能码：0x05 写单个线圈0x03 读取多个保持寄存器功能介绍：0x05，上位机通过向设备发送0x05功能码，对线圈地址为0x0000的线圈写入值0xFF00时，设备开始运行，对线圈地址为0x0000的线圈写入值0x0000时，设备停止运行。0x03，上位机通过向设备发送0x03功能码，读取保持寄存器起始地址为0x0000的9个保持寄存器（每个保持寄存器值为16bit无符号数据），每个寄存器对应的数据如下：

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三、Modbus通信实现代码实例

以下代码不仅实现了03和05功能码，并实现了将各种异常情况回复给Modbus主机。

–程序中用到的全局变量定义
Pm25Percent = 0
HchoPercent = 0
TvocPercent = 0
MeshPercent = 0.0
Temprature1 = 0.00
Temprature2 = 0.00
Wind485DisSpeed = 0
DevIsRunning = 0 –控制设备运行或停止
FaultCode = 0 –故障代码
–ModBus通信函数定义
function ModbusProcess()
local sdata = {}
–查询是否收到Modbus主机发来的消息
flag, data = LIB_Uart1Recv()
if flag == 1 then
–判断消息是不是发给本机，是本机的才理会
if data[1] == PI[2] then –PI[2], Modbus本机地址(1-247)
–判断Modbus功能码
if data[2] == 0x05 then — 0x05 写单个线圈
–这里定义线圈地址为0x0000的线圈为开机/关机控制信号
if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 then
if data[5] == 0xff and data[6] == 0x00 then –ON
DevIsRunning = 1 –置1开机全局变量
elseif data[5] == 0x00 and data[6] == 0x00 then –OFF
DevIsRunning = 0 –置0开机全局变量
else
–这里需回复非法数据03异常消息(非法数据值)，读者可自行完成
end
–回复OK，把收到的数据原封不动回传
LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模块发送
LIB_Uart1BlockSend(data)
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
else
–回复异常消息（非法数据地址）
sdata[1] = data[1] –本机地址
sdata[2] = data[2] 0x80 –异常的时候功能码加0x80
sdata[3] = 0x02 –异常码0x02表示设备不支持此数据地址
CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模块发送
LIB_Uart1BlockSend(sdata)
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
end
–这里用0x03而不用0x04是因为很多主机只支持03 06 16指令，所以就随大流咯
elseif data[2] == 0x03 then –0x03 读多个保持寄存器
–这里定义起始地址为0x0000的这些寄存器存放传感器数据，且读取的寄存器个数必须是9个
if data[3] == 0x00 and data[4] == 0x00 and data[5] == 0x00 and data[6] == 0x09 then
sdata[1] = data[1] –本机地址
sdata[2] = data[2] –功能码
sdata[3] = 18 –数据域字节数: 9个寄存器一共18字节
sdata[4] = Pm25Percent >> 8
sdata[5] = Pm25Percent & 0x00ff
sdata[6] = HchoPercent >> 8
sdata[7] = HchoPercent & 0x00ff
sdata[8] = TvocPercent >> 8
sdata[9] = TvocPercent & 0x00ff
sdata[10] = math.floor(MeshPercent) >> 8
sdata[11] = math.floor(MeshPercent) & 0x00ff
sdata[12] = math.floor(Temprature1) >> 8
sdata[13] = math.floor(Temprature1) & 0x00ff
sdata[14] = math.floor(Temprature2) >> 8
sdata[15] = math.floor(Temprature2) & 0x00ff
sdata[16] = Wind485DisSpeed >> 8
sdata[17] = Wind485DisSpeed & 0x00ff
sdata[18] = DevIsRunning >> 8
sdata[19] = DevIsRunning & 0x00ff
sdata[20] = FaultCode >> 8
sdata[21] = FaultCode & 0x00ff
CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
sdata[22] = CRC & 0x00ff –低位在前
sdata[23] = CRC >> 8 –高位在后
–回复传感器数据
LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模块发送
LIB_Uart1BlockSend(sdata)
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
else
–回复异常消息（非法数据地址）
sdata[1] = data[1] –本机地址
sdata[2] = data[2] 0x80 –异常的时候功能码加0x80
sdata[3] = 0x02 –异常码0x02表示设备不支持此数据地址
CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模块发送
LIB_Uart1BlockSend(sdata)
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
end
else
–回复异常消息（非法功能码）
sdata[1] = data[1] –本机地址
sdata[2] = data[2] 0x80 –异常的时候功能码加0x80
sdata[3] = 0x01 –异常码0x01表示设备不支持此功能码
CRC = LIB_CrcCalculate("CRC16_MODBUS", sdata)
sdata[4] = CRC & 0x00ff –低位在前
sdata[5] = CRC >> 8 –高位在后
LIB_GpioWrite("D2",1) –使能485模块发送
LIB_Uart1BlockSend(sdata)
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
end
end
end
end
–开始初始化ShineBlink
–配置Uart1串口波特率为19200，接485模块
LIB_Uart1Config("BAUDRATE_19200")
–485发送和接收控制引脚
LIB_GpioOutputConfig("D2","STANDARD")
LIB_GpioWrite("D2",0) –使能485模块接收
–开始大循环
while(GC(1) == true)
do
–Modbus通信处理
ModbusProcess()
end