如何用STM32实现modbus-RTU？

Modbus RTU是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，基于主从架构，通过串行通信进行数据传输。本文将详细介绍Modbus RTU协议的基本原理，并提供在STM32微控制器上实现Modbus RTU通信的完整代码示例。

1. Modbus RTU协议概述

Modbus RTU的定义和特点

Modbus RTU（Remote Terminal Unit）是一种基于串行通信的Modbus协议传输模式。其主要特点包括：

- 二进制数据传输，数据量较小，传输效率高。

- CRC校验保证数据传输的完整性。

- 适用于RS-232和RS-485等物理层，支持长距离和多点通信。

Modbus RTU的应用场景

Modbus RTU广泛应用于工业自动化系统，如PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）和SCADA（数据采集与监控系统）中。它用于连接传感器、执行器和其他设备，实现数据采集和控制。

2. Modbus RTU的工作原理

主从架构

Modbus RTU采用主从架构（Master-Slave Architecture）。在这种架构中，主设备（Master）发起通信请求，从设备（Slave）响应请求。主设备可以是计算机、PLC或其他控制器，而从设备通常是传感器或执行器。

数据帧结构

Modbus RTU协议的数据帧结构如下：

- 地址域（Address Field）：1字节，表示目标从设备的地址。

- 功能码（Function Code）：1字节，表示所执行的操作类型。

- 数据域（Data Field）：变长，包含请求或响应的数据。

- CRC校验域（Error Check Field）：2字节，用于检测传输错误。

功能码

功能码用于指定Modbus操作的类型，常见的功能码包括：

- 0x01：读线圈（Read Coils）

- 0x02：读离散输入（Read Discrete Inputs）

- 0x03：读保持寄存器（Read Holding Registers）

- 0x04：读输入寄存器（Read Input Registers）

- 0x05：写单个线圈（Write Single Coil）

- 0x06：写单个保持寄存器（Write Single Holding Register）