# modbus_master_f103rc

**Repository Path**: workspaces_mcu/modbus_master_f103rc

## Basic Information

- **Project Name**: modbus_master_f103rc
- **Description**: 700行的modbus主站代码，支持异步同步收发，03 04 06 10功能码
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-12-08
- **Last Updated**: 2025-12-08

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Modbus Master 使用说明

本代码实现了一个高性能、轻量级的 Modbus RTU 主机协议栈，支持同步阻塞和异步非阻塞两种工作模式。协议高度抽象，可以把 C 文件和 H 文件放在**任意工程使用**，按要求调用即可。主机程序大小 23K，从机 17K，新程序初始化完 12K，协议栈占用约 10K 和 5K（算上调用测试实现）。发送然后接收，115200 稳定在 10ms 内，9600 稳定在 30ms 左右。

- 实现发送函数 `int8_t Modbus_Send(uint8_t* data, uint16_t len);`
- 串口中断调用 `Modbus_Master_UART_RxCpltCallback(rx_buffer, Size);`
- 即可完成初始化，剩下就是调用发送等待接收

## 1. 功能特性

- **支持功能码**:(其他不常用，懒得写，用的时候拓展一下就行)
  - `03` (Read Holding Registers): 读取保持寄存器
  - `04` (Read Input Registers):读取输入寄存器
  - `06` (Write Single Register): 写单个寄存器
  - `10` (Write Multiple Registers): 写多个寄存器
- **双模式支持**:
  - **同步阻塞模式**: 发送请求后挂起等待，直到收到回复或超时。
  - **异步非阻塞模式**: 发送请求后立即返回，通过轮询状态获取结果，适合多任务环境。
- **队列管理** (可选): 支持多请求并发入队（需开启 `request_to_queue` 宏），适合多从机并发通讯。

## 2. 快速集成指南

### 2.1. 实现发送接口

用户需要 Modbus_Master.h 头文件的 `int8_t Modbus_Send(uint8_t* data, uint16_t len);`

在外部实现一个底层发送函数即可。

```c
#include "Modbus_Master.h"
// 示例：基于 HAL 库的发送函数
int8_t Modbus_Send(uint8_t *data, uint16_t len) {
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(1);
  HAL_StatusTypeDef status = HAL_UART_Transmit(&huart2, data, len, 1000);
  //  HAL_Delay(1);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
  return (status == HAL_OK) ? 0 : -1;
}
```

### 2.2. 初始化配置

在程序初始化阶段最好给串口接收中断或者 DMA。

```c
// 启动串口接收 (推荐使用 DMA 空闲中断)
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buffer, 256);
/* USER CODE END 2 */
```

### 2.3. 串口接收处理

在串口接收回调中调用解析函数。

```c
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
    if (huart->Instance == USART1)
    {
        // 将数据传递给 Modbus Master 解析器
        Modbus_Master_UART_RxCpltCallback(rx_buffer, Size);

        // 重新开启 DMA 接收
        HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart1, rx_buffer, 256);
    }
}
```

### 2.4 主函数处理

```C
int8_t Modbus_Send(uint8_t *data, uint16_t len) {
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(1);
  HAL_StatusTypeDef status = HAL_UART_Transmit(&huart2, data, len, 1000);
  //  HAL_Delay(1);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
  return (status == HAL_OK) ? 0 : -1;
}


int main(void)
{
  //初始化你的外设
  HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2, modbus_rx_buffer, 64);

  uint16_t a = 0;

  uint32_t start_time,end_time;

  while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_15);

    start_time = HAL_GetTick();
    Modbus_ReadHoldingRegisters(0x01,0x00,0x01,&a,1000);
    end_time = HAL_GetTick();
	printf("[TX End] Time =%lu ms\r\n", end_time - start_time);
    printf("code 03 Read %d\r\n",a);

    HAL_Delay(1000);
  }
}

```

## 3. API 说明

### 3.1. 读保持寄存器 (03)

```c
int8_t Modbus_ReadHoldingRegisters(uint8_t slave_id, uint16_t start_addr, uint16_t num_regs, void *recv_data, uint32_t timeout);
```

- **recv_data**:

  - 当 `num_regs == 1` 时，传入 `uint16_t*` 变量地址。
  - 当 `num_regs > 1` 时，传入 `uint16_t[]` 数组首地址。

- **timeout**: 超时时间 (ms)。设为 `0` 进入异步模式。
- **返回值**:

  - 同步模式: `MODBUS_SUCCESS` (9) 表示成功，负数表示错误。
  - 异步模式: 返回队列索引 (>=0) 或错误码 (<0)。

### 3.2. 写单个寄存器 (06)

```c
int8_t Modbus_WriteSingleRegister(uint8_t slave_id, uint16_t reg_addr, uint16_t reg_value, uint32_t timeout);
```

### 3.3. 写多个寄存器 (10)

```c
int8_t Modbus_WriteMultipleRegisters(uint8_t slave_id, uint16_t start_addr, uint16_t num_regs, uint16_t *data, uint32_t timeout);
```

### 3.4. 检查异步请求状态

```c
int8_t modbus_CheckRequestStatus(int8_t idx_or_funcode);
```

- **参数**: 异步调用返回的队列索引（开启队列模式时）或功能码（关闭队列模式时）。
- **返回值**: `1` 完成, `0` 进行中, `<0` 错误。

## 4. 配置宏 (Modbus_Master.h)

| 宏定义              | 说明                               | 默认状态 |
| :------------------ | :--------------------------------- | :------- |
| `request_to_queue`  | 开启请求队列模式，支持并发请求管理 | 开启     |
| `LOG_DEBUG`         | 日志输出宏，默认映射到 `printf`    | `printf` |
| `MAX_REQUEST_QUEUE` | 最大并发请求数量                   | 4        |
| `LOG_FUNCODE_xx`    | 各功能码的日志开关                 | 部分开启 |

## 5. 使用示例（详细见 main 函数）

### 5.1. 同步阻塞读取

最简单的使用方式，函数会阻塞直到收到数据或超时。

```c
uint16_t data[10];
int8_t result = Modbus_ReadHoldingRegisters(1, 0x0000, 10, data, 1000); // 超时 1000ms

if (result == MODBUS_SUCCESS) {
    printf("Read Success: Reg[0]=%d\n", data[0]);
} else {
    printf("Read Failed: %d\n", result);
}
```

### 5.2. 异步非阻塞读取

适合在主循环中轮询，不阻塞其他任务。

```c
// 发送请求 (timeout = 0)
int8_t task_id = Modbus_ReadHoldingRegisters(1, 0x0000, 10, data, 0);//设置0进入异步模式

if (task_id >= 0) {
    // 在主循环中检查状态
    while (1) {
        int8_t status = modbus_CheckRequestStatus(task_id);
        if (status == 1) {
            printf("Async Read Done!\n");
            break;
        }
        // 执行其他任务...
        HAL_Delay(1);
    }
}
```