FreeModbus是Modbus的一个被广泛移植的实现。其源码在 github ，最新版是1.6。
FreeModbus支持Modbus功能码里的0x01~0x06，0x0F~0x11和0x17，对其他功能码比如异常诊断和事件计数等并没有提供支持，但并不影响Modbus的使用。
另外，FreeModbus仅提供了服务器（从机）的实现，客户端（主机）的实现可以在github上找到一些。
FreeModbus的文件主要在两个文件夹里，一个在/modbus/，一个在/demo/BARE/。前一个文件夹是协议的上层功能，包括协议的几个应用函数，基本不用修改。第二个文件夹有一个demo.c，是一个运行示例，也不需要修改。需要修改的是/demo/BARE/port/里的内容，这几个文件的功能完成了硬件的配置，包括串口和定时器的初始化，以及中断函数等。
对于STM32，FreeModbus的源码并没有给出示例，不过网上的相关移植已经有很多了，很容易就能找到，所以只需要复制/demo/BARE/port里的内容，然后稍微修改一下就好了。
一个个文件来说。
第一个是port.h，只需要包含库文件"stm32f10x.h"，并增加临界区的进入和离开指令即可。我这里使用的是__set_PRIMASK函数，关闭除了NMI和硬fault以外的中断。 #define ENTER_CRITICAL_SECTION( ) __set_PRIMASK(1); //disable interrupts #define EXIT_CRITICAL_SECTION( ) __set_PRIMASK(0); //enable interrupts
第二个是portserial.c，需要填满几个串口的相关函数。
使能或失能串口发送完成中断和串口接收中断： void vMBPortSerialEnable( BOOL xRxEnable, BOOL xTxEnable ) { /* If xRXEnable enable serial receive interrupts. If xTxENable enable * transmitter empty interrupts. */ if (xRxEnable == TRUE) { USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE); } else if (xRxEnable == FALSE) { USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, DISABLE); } if (xTxEnable == TRUE) { USART_ITConfig(USART3, USART_IT_TC, ENABLE); } else if (xTxEnable == FALSE) { USART_ITConfig(USART3, USART_IT_TC, DISABLE); } }
初始化串口3和相应引脚，初始化NVIC。为了方便，这里就不管串口号、数据位、校验位了，只有波特率可以起作用： BOOL xMBPortSerialInit( UCHAR ucPORT, ULONG ulBaudRate, UCHAR ucDataBits, eMBParity eParity ) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE); USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulBaudRate; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART3, ENABLE); vMBPortSerialEnable(FALSE, FALSE); NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); return TRUE; }
串口发送和接收： BOOL xMBPortSerialPutByte( CHAR ucByte ) { /* Put a byte in the UARTs transmit buffer. This function is called * by the protocol stack if pxMBFrameCBTransmitterEmpty( ) has been * called. */ USART_SendData(USART3, ucByte); return TRUE; } BOOL xMBPortSerialGetByte( CHAR * pucByte ) { /* Return the byte in the UARTs receive buffer. This function is called * by the protocol stack after pxMBFrameCBByteReceived( ) has been called. */ *pucByte = USART_ReceiveData(USART3); return TRUE; }
串口中断函数，只需要判断中断类型，并调用FreeModbus已经实现好的prvvUARTTxReadyISR和prvvUARTRxISR函数即可。注意到发送状态机在发送完毕后会关闭串口中断，所以不需要清零TC位；STM32F103的manual中讲到，TC不需要软清零，只需要读一下TC位，下次写TDR寄存器时就会自动清零；如果手动清零了TC位，那么下次要发送时，即使使能了TCIE，会因为TC=0无法进入中断。所以这里只读了一下TC寄存器，并不清零。另外因为STM32F103使能RXNE后，ORE也会触发中断，所以需要做相应的清除操作，否则就会卡在中断里： void USART3_IRQHandler( void ) { if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_TC) == SET) { prvvUARTTxReadyISR(); } if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) == SET) { prvvUARTRxISR(); } else { USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_ORE); } }
第三个是porttimer.c，也有几个函数需要填空。
初始化定时器和NVIC。这里用的是定时器2，挂在APB1上，我的APB1总线时钟是36MHz，所以预分频器设为36MHz/20kHz=1800： BOOL xMBPortTimersInit( USHORT usTim1Timerout50us ) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = usTim1Timerout50us - 1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 1800 - 1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); vMBPortTimersDisable(); NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); return TRUE; }
使能定时器（注意到这两个函数定义成了内嵌函数，可以让定时器启动和关闭更快）： inline void vMBPortTimersEnable( ) { /* Enable the timer with the timeout passed to xMBPortTimersInit( ) */ vMBPortTimersDisable(); TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); TIM_SetCounter(TIM2, 0); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); }
失能定时器： inline void vMBPortTimersDisable( ) { /* Disable any pending timers. */ TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE); TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); }
定时器中断函数： void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); prvvTIMERExpiredISR(); } }
使用Modbus Poll来测试demo.c的运行情况，配置如下：


结果应该能看到地址为999的寄存器数据在变化，其他两个寄存器值都是0，说明协议已经移植成功了。