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W5500+STM32F103C8T6進行TCP通信(modbus)

2021-12-30 11:47:32 軟體設計

一、w5500

D-W5500 EVB以太網模塊是一款基于WIZnet W5500芯片的以太網模塊,且性價比高的以太網模塊,W5500是一款全硬體TCP/IP嵌入式以太網控制器,為嵌入式系統提供了更加建議的互聯網連接方案,
W5500固化了TCP/IP協議堆疊,10/100Mbps以太網資料鏈路層(MAC)及物理層(PHY),使得用戶使用單芯片就能夠在他們的應用中拓展網路連接,內嵌32K位元組片上快取以供以太網處理,并且可以同時使用8個硬體Socket獨立通訊;SPI(外設船型介面)從而能夠更加容易與外設MCU整合,并且W5500使用了高效SPI協議支持80MHz,從而實作高速網路通訊,
模塊還支持3.3V或者5V電源供電,當5V供電時還可以輸出3.3V的電壓,方便用戶在不同的單片機系統中使用,

二、modbus通信

1.Modbus三種通訊方式

Modbus有下列三種通信方式:

(1)、以太網:對應的通信模式是Modbus TCP/IP

(2)、異步串行傳輸(各種介質如有線RS-232-/422/485/;光纖、無線等):對應的通信模式是Modbus RTU或Modbus ASCII

(3)、高速令牌傳遞網路:對應的通信模式是Modbus PLUS

Modbus RTU和Modbus ASCII協議應用于串口鏈接(RS232、RS485、RS422),Modbus tcp/ip協議應用于以太網鏈接,

2.在Modbus網路上傳輸

標準的Modbus口是使用RS-232C兼容串行介面,它定義了連介面的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗,控制器能直接或經由Modem組網,

控制器通信使用主/從技術,即僅一設備(主設備)能初始化傳輸(查詢),其它設備(從設備)根據主設備查詢提供的資料作出相應反應,

典型的主設備:主機和可編程儀表,

典型的從設備:可編程控制器,

主設備可單獨和從設備通信,也能以廣播方式和所有從設備通信,如果單獨通信,從設備回傳一訊息作為回應,如果是以廣播方式查詢的,則不作任何回應,

Modbus協議建立了主設備查詢的格式:設備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發送的資料、一錯誤檢測域,

從設備回應訊息也由Modbus協議構成,包括確認要行動的域、任何要回傳的資料、和一錯誤檢測域,如果在訊息接收程序中發生一錯誤,或從設備不能執行其命令,從設備將建立一錯誤訊息并把它作為回應發送出去,

3.以太網(modbus tcp/ip)

對于Modbus TCP而言,主站通常稱為Client,從站稱為Server;而對于Modbus RTU和Modbus ASCII來說,主站是Master,從站是Slave,

ModbusTCP的資料幀可分為兩部分:ADU=MBAP+PDU = MBAP + 功能碼 + 資料域,MBAP 7byte,功能碼1byte,資料域不確定,由具體功能決定,

三、代碼實作

(一)初始化從機網路

void Load_Net_Parameters(void)
{
	Gateway_IP[0] = 192;//加載網關引數
	Gateway_IP[1] = 168;
	Gateway_IP[2] = 1;
	Gateway_IP[3] = 1;

	Sub_Mask[0]=255;//加載子網掩碼
	Sub_Mask[1]=255;
	Sub_Mask[2]=255;
	Sub_Mask[3]=0;

	Phy_Addr[0]=0x0c;//加載物理地址
	Phy_Addr[1]=0x29;
	Phy_Addr[2]=0xab;
	Phy_Addr[3]=0x7c;
	Phy_Addr[4]=0x00;
	Phy_Addr[5]=0x01;

	IP_Addr[0]=192;//加載本機IP地址
	IP_Addr[1]=168;
	IP_Addr[2]=1;
	IP_Addr[3]=199;

	S0_Port[0] = 0x13;//加載埠0的埠號5000 
	S0_Port[1] = 0x88;

	S0_Mode=TCP_SERVER;//加載埠0的作業模式,TCP服務端模式

(二)回應函式

void Process_Socket_Data(SOCKET s)
{
	int len;
	unsigned char msg[11]={0x00,0x00,0x00 ,0x00, 0x00, 0x05, 0x01, 0x03, 0x02, 0x00, 0x70};
	len=sizeof(msg);
	unsigned short size;
	size=Read_SOCK_Data_Buffer(s, Rx_Buffer);
	memcpy(Tx_Buffer, Rx_Buffer, size);
	
	//列印查詢報文
	for (int j=0;j<size;j++){
		 printf("0x%02X ",Tx_Buffer[j]);
	}

	//寫回應報文
	//檢驗碼
	msg[0]=Tx_Buffer[0];
	msg[1]=Tx_Buffer[1];
	
	//協議
	msg[2]=0x00;
	msg[3]=0x00;
	
	//資料包長度
	msg[4]=0x00;
	msg[5]=0x05;
	
	//設備編號
	msg[6]=Tx_Buffer[6];
	//功能碼
	msg[7]=Tx_Buffer[7];
	//資料長度
	msg[8]=0x02;
	
	//低八位
	msg[10]=data&0XFF;
	//高八位
	msg[9]=data>>8;
	
	memcpy(Tx_Buffer, msg, len);	
	//發送回應報文
	Write_SOCK_Data_Buffer(0, Tx_Buffer, len);
	data++;
}

(三)main函式回圈等待連接

 while (1)
  {
		W5500_Socket_Set();//W5500埠初始化配置

		W5500_Interrupt_Process();//W5500中斷處理程式框架
		
		if((S0_Data & S_RECEIVE) == S_RECEIVE)//如果Socket0接收到資料
		{
			S0_Data&=~S_RECEIVE;
			Process_Socket_Data(0);//W5500接收并發送接收到的資料
		}
		//從機狀態標志
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);

  }

四、結果

五、總結

本次實驗用了Mudbus協議堆疊實作了簡單的TCP通信,

六、參考資料

W5500+STM32F103C8T6進行TCP通信(modbus)_junseven164的博客-CSDN博客

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/397608.html

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