STM32+RS485+Modbus-RTU（主机模式+从机模式）-标准库HAL库开发

2、定时器

• 定时器中断函数

  定时器设置1ms进入中断1次，运行时间不为0的情况下开始计时，超过8ms则表明这一次接收数据完毕，将数据接收结束标志位置1处理（modbus.reflag = 1），当数据接收完毕，则STM32可以对接收到的数据进行数据分析和处理执行相应的 *** 作了
  下面的变量主要是实现1s计时 *** 作

   // Modbus 定时器中断函数 1ms中断一次
   void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
   {
   	
   	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 
   	{
   		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
   		if(modbus.timrun != 0)//运行时间！=0表明
   		 {
   		  modbus.timout++;
   		  if(modbus.timout >=8)
   		  {
   		   modbus.timrun = 0;
   			 modbus.reflag = 1;//接收数据完毕
   		  }
   			
   		 }
   		 modbus.Host_Sendtime++;//发送完上一帧后的时间计数
   		 if(modbus.Host_Sendtime>1000)//距离发送上一帧数据1s了
   			{
   				//1s时间到
   				modbus.Host_time_flag=1;//发送数据标志位置1
   				
   			}
   	}
   }
  

3、main.c部分

把主机部分和从机使用部分进行了整合（额外加入了按键和LED作为辅助）
主要实现功能：
（1）无按键按下的情况:
没有任何按键按下的情况下是主机模式，此时主机去寻址从机地址为01的设备获取数据
（2）有按键按下的情况下：
通过按键寻址不同的从机
按键1查看从机01的数据
按键2查看从机02的数据
按键3查看从机03的数据
按键4表明由主机切换到从机模式（此设备作为从机地址0x02）

• 变量定义：

   //加入的按键切换主机模式为从机模式
   int slave=0;//从机id
   int host_slave_flag=0;//0-默认情况下本设备是主机，1-本设备切换为从机模式
   uint8_t key_value=0;//哪一个按键按下了1-4
   uint8_t key_flag=0;//key_flag等于0表示从来没有按键按下(此时一直查看从机1的数据)-----如果不添加此标志，下载程序后需要复位 *** 作
  

• 按键部分

  //按键1查看从机01的数据
  //按键2查看从机02的数据
  //按键3查看从机03的数据
  //按键4由主机切换到从机模式（此设备作为从机地址0x02）

   void key_Send()
   {
   		
   		key_value=KEY_Scan(1);
   		switch(key_value)
   		{
   			case 1:
   				slave=1;key_flag=1;break;//从机地址01
   			case 2:
   				slave=2;key_flag=1;break;//从机地址02
   			case 3:
   				slave=3;key_flag=1;break;//从机地址03
   			case 4:
   				host_slave_flag=1;key_flag=1;break;//切换为从机模式
   			
   		}
   }
  

• 主函数部分

   int main(void)
   {	
   
   	
   	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
   	NVIC_Configuration(); 	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
   	uart_init(9600);	 //串口1初始化为9600（只用来打印测试数据）
   	
   	LED_Init();			     //LED端口初始化
   	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
   	
   	Modbus_uart2_init(4800);//初始化modbus串口2和485控制引脚
   	Modbus_TIME3_Init(7200-1,10-1);//定时器初始化参数1是重装载数，参数2是分频系数//1ms中断一次
   	Modbus_Init();//MODBUS初始化--本机做作为从机设备地址，本机要匹配的从机地址
   	
   
   	while(1)
   	{ 
   		key_Send();//按键扫描
   		
   		if(host_slave_flag==1)//这是按键4按下了，表明是从机模式（led4不停的闪烁）
   		{
   			 Modbus_Event();//Modbus事件处理函数(执行读或者写的判断)--从机地址01
   			 if(Reg[3]==0x0A)//作为从机如果寄存器的地址00 03收到了0x0A数据则打开LED3
   			 {
   				 LED1=0;
   			 }
   			 if(Reg[3]==0x0B)
   			 {
   				 LED1=1;
   			 }
   			LED4=~LED4;
   			delay_ms(100);
   		}
   		else if(key_flag==0)//表示开机后没有按键按下（主机模式查看从机地址01的数据）
   		{
   		
   				//参数1：查看第i个从机数据
   				Host_Read03_slave(0x01,0x0000,0x0001);//参数2起始地址，参数3寄存器个数
   				if(modbus.Host_send_flag)
   				{
   					modbus.Host_Sendtime=0;//发送完毕后计数清零（距离上次的时间）
   					modbus.Host_time_flag=0;//发送数据标志位清零
   					modbus.Host_send_flag=0;//清空发送结束数据标志位
   				
   					HOST_ModbusRX();//接收数据进行处理
   				}
   				LED2=~LED2;
   				delay_ms(1000);
   		}
   		else
   		{
   				if(modbus.Host_time_flag)//每1s发送一次数据
   				{
   			
   					//参数1：查看第i个从机数据
   					Host_Read03_slave(slave,0x0000,0x0003);//，参数2起始地址，参数3寄存器个数
   					if(modbus.Host_send_flag)
   					{
   						modbus.Host_Sendtime=0;//发送完毕后计数清零（距离上次的时间）
   						modbus.Host_time_flag=0;//发送数据标志位清零
   						modbus.Host_send_flag=0;//清空发送结束数据标志位
   						
   						HOST_ModbusRX();//接收数据进行处理
   
   					}
   					LED3=~LED3;
   				}
   			
   		}		
   				
   	}
   }
  

• 测试：

  
  
  

• 按下按键4之后使用modbus poll作为主机链接之后如图

  读 *** 作：
  

  写 *** 作

  写多个寄存器
  
  

• 代码下载

  模式1代码下载链接-STM32+RS485+MODBUS协议（主机+从机代码）+串口+定时器

使用DMA数据进行传输
DMA部分的使用参考链接：对DMA的使用很有帮助
STM32-DMA数据传输（USART-ADC-数组）–链接1

STM32-ADC（独立模式、双重模式）+DMA读取数据+部分基础知识–链接2

DMA数据传输有常规模式和循环模式两种，此处使用的是常规模式，由于常规模式下只能发送一次数据，只发送一次数据肯定是不可以的，因为我们要多次发送数据，因此要先解决这个问题，实现可以多次发送数据。

在使用之前肯定需要先在串口发送数据的基础上进行DMA发送数据改造最终实现多次发送数据，具体理解参考下面博主的博客进行学习，下面直接上代码。
STM32 DMA正常模式等待传输完成和开始下一次传输–链接

• 重新使能DMA

  在DMA每次发送数据之前都需要调用此函数进行重新使能
  主机寻址从机时发送的字节个数永远是8个字节数据

   //这是DMA重装传输数目并使能
   void DMA_TX_Enable()
   {
   	//重新装入要发送的字符数并使能
   	DMA_Cmd (DMA1_Channel7,DISABLE);//关闭DMA通道
   	DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC7);//清标志
   	DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel7,8);//重置传输数目
   	DMA_Cmd (DMA1_Channel7,ENABLE);//开启DMA通道
   
   }
  

  既然发送数据需要重新使能，那我们接收数据也需要重新使能，不可能只接收一次数据，主机寻址从机时，从机返回的数据字节个数=固定的5个字节+寄存器个数*2

   //这是DMA重装传输数目并使能(dmA接收)
   void DMA_RX_Enable(uint8_t num)//num寄存器的个数
   {
   	
   		DMA_Cmd(DMA1_Channel6,DISABLE);
   		DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC6);//先将这个接收标志位清除
   		DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel6, num*2+5); //这是从机返回的字符个数：read_num*2+5
   		DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);
   
   }
  

• DMA发送数据函数

   //DMA发送数据函数
   void DMA_TX_data()
   {
   		//发送数据
   	RS485_TX_ENABLE;//使能485控制端(启动发送) 
   	while(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC7)==RESET);//如果返回值位reset表示还没哟传输成功//等待发送完毕
   	delay_ms(5);//如果不加这个延时将丢失最后两个字节数据
   	RS485_RX_ENABLE;//开启接收
   
   }
  

• 主机填充发送的数据+对从机返回的数据进行处理

   //寻址从机发送指令并对接收的数据处理函数
   //参数1从机地址，参数2起始地址，参数3寄存器个数
   void read03(uint8_t slave,uint16_t StartAddr,uint16_t num)
   {
   	
   		//发送数据
   		Host_read03_set(slave,StartAddr,num);
   	
   	//接收的数据处理
   		if(modbus.Host_End!=1)
   		{
   			HOST_ModbusRX();//进行数据处理
   		}
   
   }
  

• 函数整合

  对上面函数的调用进行整合使用，在主函数调用此函数即可实现数据的发送和接收数据的处理

   //读取从机的寄存器数据参数设置并发送数据
   void Host_read03_set(uint8_t slave,uint16_t StartAddr,uint16_t num)
   {
   		//发送重新使能
   		DMA_TX_Enable();//发送重新使能
   		
   		Host_Read03_slave(slave,StartAddr,num);//填充发送数据的数组内容
   	
   			modbus.Host_End=0;//数据处理完成标志位清零
   		
   		DMA_TX_data();//发送数据
   		//接收重新使能
   		DMA_RX_Enable(num);//重装接收数据个数--num寄存器的个数
   }
  

• 主机向从机的1个寄存器写入数据函数

   //参数设置+数据发送
   void Host_write06_set(uint8_t slave,uint8_t fun,uint16_t StartAddr,uint16_t num)
   {
   		//发送重新使能
   		DMA_TX_Enable();//发送重新使能
   
   		Host_write06_slave(slave,fun,StartAddr,num);
   		modbus.Host_End=0;
   		//发送数据
   		DMA_TX_data();
   		//接收重新使能
   		DMA_RX_Enable(num);//重装接收数据个数--num寄存器的个数
   
   }
  

• DMA中断函数

  （只开启DMA的接收中断即可，串口2除了基本的初始化配置不需要开启中断，不需要编写中断服务函数）

   //DMA接收中断
   void DMA1_Channel6_IRQHandler()
    {
   
   		//这是数据读取完毕
   	 DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC6);//清楚传送完毕标志位
   		modbus.reflag=1;//表明接收数据完毕
    }
  

• main.c文件的内容

功能和使用介绍如下：

/*
串口1打印数据9600
串口2是485Modbus通信4800
主要实现作为主机时功能码0x03和0x06的使用

函数1实现读取从机的寄存器数据
//参数1从机地址，参数2起始地址，参数3寄存器个数
void read03(uint8_t slave,uint16_t StartAddr,uint16_t num);

函数2：往从机的1个寄存器中写入数据
参数1从机地址，参数2功能码，参数3写入的地址，参数4写入的数据
void Host_write06_set(uint8_t slave,uint8_t fun,uint16_t StartAddr,uint16_t num)

主循环中默认是功能码0x03的代码测试部分

下面被注释掉的是0x06写入一个寄存器数据

*/

• 宏定义设置

  //宏定义设置区
  #define sl_ID 0x01 //从机地址
  #define st_address 0x0000 //起始地址
  #define sl_num 3 //读取寄存器个数
  #define slave_count 3 //要读取的从机个数

• 主函数内容

   int main(void)
   {	
   
   	int i=sl_ID ;					//第一个从机地址
   	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
   	NVIC_Configuration(); 	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
   	uart_init(9600);	 //串口1初始化为9600（只用来打印测试数据）
   
   	LED_Init();			     //LED端口初始化
   	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
   	
   	
   	USART2_DMA_TX_config();//DMA发送初始化
   	USART2_DMA_RX_config();//DMA接收初始化
   	
   	Modbus_uart2_init(4800);//初始化modbus串口2和485控制引脚
   	Modbus_TIME3_Init(7200-1,10-1);//定时器初始化参数1是重装载数，参数2是分频系数//1ms中断一次
   	
   	Modbus_Init();//MODBUS初始化--本机做作为从机设备地址，本机要匹配的从机地址
   	
   	
   	USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx,ENABLE);//开启使能
   	USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);//开启使能
   	
   
   	modbus.Host_End=1;
   
   
   	while(1)
   	{ 
   
   		
   		if(modbus.Host_time_flag)//1s时间到标志位
   		{
   			modbus.Host_time_flag=0;
   			modbus.Host_Sendtime=0;//计时标志位清零
   				
   			//从机地址，起始地址，寄存器个数
   			read03(i,st_address,sl_num);//数据处理
   			
   			
   			if(modbus.Host_End)//数据处理完毕标志位
   			{
   					i++;//从机地址+1
   					if(i>slave_count)//从机的个数判断
   						i=1;//第一个从机地址
   			}	
   			
   		}
   		
   		
   往寄存器中写入数据测试部分，可打开注释测试写入数据	
   		//发送数据
   //		Host_write06_set(0x01,0x06,0x0003,0x0089);//往从机01的寄存器地址0x0003中写入0x0089(十进制137)
   //		//接收的数据处理
   //		if(modbus.Host_End!=1)
   //		{
   //			Host_Func6();//进行数据处理
   //		}
   //		delay_ms(1000);
   //		LED0=~LED0;
   
   		
   	}
   			
   }
  

• 测试：

  
  

• 代码下载

  模式2代码下载链接-STM32+RS485+DMA+modbus协议

• 初始HAL库

  这次HAL库是个意外，也许是个新的开始。老师以为我一直在学HAL库的使用，其实我一直在看STM32标准库，以至于我把写好的代码发给老师后，第二天老师问我咋配置的，我才知道我俩整差了，然后利用一天时间在标准库的基础上把代码改成了HAL库（直接复制标准库下的modbus文件夹过去稍作修改，只用stm32cube进行定时器，串口、RS485部分的配置即可）

  才开始打算直接用HAL库改DMA形式传输数据，改了好多次没成功就放弃，直接用串口超时接收的形式进行数据收发了，经历过DMA后这次认怂比较快，用串口肯定还是不能直接干，当然要从点灯开始，首先学着使用STM32cube生成代码去点灯，做按键实验，然后有点感觉了才开始搞点大动作，串口1，串口2，定时器，RS485控制引脚齐上阵。

  由于第一次使用HAL库着实踩了不少雷，和标准库开发还是有不少差距的，HAL库是主流，也许该学HAL库了。

• 使用过程中主要参考以下博客

  1-STM32CubeMX教程–功能介绍

  2-STM32串口接收中断——基于HAL库

  3-STM32 HAL库 CubeMX教程（二）定时器基本使用

• 主要用到的部分

  在生成代码的过程中主要用到了RS485发送/接收数据的使能引脚、串口1（用于打印调试信息）、串口2（用于485通信）、定时器1用于定时计数

• 485使能引脚

  485使能引脚是PD7，设置为输出模式即可，还给它起了个名字叫RS485_contrl
  

• RCC设置

• sys设置如下：

  我严重怀疑最初是因为这里忘了选择导致仿真器无法使用
  

• 串口1

• 串口2

  串口2要使能中断了（接收数据的时候需要用到），其他设置默认
  

• 定时器

  对定时器1进行配置定时1ms配置（其他设置默认）
  定时器1使用软件进行配置的过程可完全参考这个博客
  

• NVIC部分

• 时钟配置：

  根据图中的指定位置输入72回车自动配置即可，
  

• 生成代码

  
  这样简单的几步就可以完成软件部分的配置了，可以生成我们需要的部分代码，然后再生成的代码基础上进行修改即可

• 串口1重定向

  首先对串口1部分进行代码改造-重定向printf
  STM32串口重定向printf出现FILE未定义问题—参考链接1
  STM32 printf 死机 printf半主机模式–参考链接2
  在uart.c文件中添加以下代码，为了可以直接使用printf打印调试信息------别忘了调用stdio.h头文件

   /* USER CODE BEGIN 0 */
   
   //串口1重定向
   #if 1
   #pragma import(__use_no_semihosting)             
   //标准库需要的支持函数                 
   struct __FILE 
   { 
           int handle; 
   }; 
    
   FILE __stdout;       
   //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
   void _sys_exit(int x) 
   { 
           x = x; 
   } 
   //重定义fputc函数 
   int fputc(int ch, FILE *f)
   {         
           /* Place your implementation of fputc here */
           /* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
           HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xfff);
           return ch;
   }
   #endif
   
   /* USER CODE END 0 */
  

• 串口2中断服务函数中加入以下代码

    /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
   //	HAL_UART_Transmit(&huart1,&RES,1,100);	// 接收到数据马上使用串口1发送出去
   	if( modbus.reflag==1)  //有数据包正在处理
   	  {
   		   return ;
   		}		
   	  modbus.rcbuf[modbus.recount++] = RES;
   		modbus.timout = 0;
   		if(modbus.recount == 1)  //已经收到了第二个字符数据
   		{
   		  modbus.timrun = 1;  //开启modbus定时器计时
   		}
   
   	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&RES,1);  //添加的一行代码
     /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
  

• MODBUS文件

  modbus.c文件和modbus.h文件直接复制过来添加上即可，该调用头文件的地方调用对应的头文件即可
  也要对其进行替换
  u16替换为uint16_t
  u8替换为uint8_t
  

• 在main.h中加入以下代码

   /* USER CODE BEGIN Private defines */
   
   //485发送接收控制引脚
   //接收使能
   #define RS485_RX_ENABLE  HAL_GPIO_WritePin(RS485_control_GPIO_Port,RS485_control_Pin,GPIO_PIN_RESET)
   
   //发送使能
   #define RS485_TX_ENABLE HAL_GPIO_WritePin(RS485_control_GPIO_Port,RS485_control_Pin,GPIO_PIN_SET)
   
   void Modbus_Send_Byte(  uint8_t ch );//发送字符函数
   
   extern uint8_t RES;//串口接收缓冲区
   
   
   /* USER CODE END Private defines */
  

• 在main.c中添加以下代码

  添加一个使用串口2发送数据的函数（485通信）
  

   /* USER CODE BEGIN PTD */
   uint8_t RES;
   /***************** 发送一个字符  **********************/
   //使用单字节数据发送前要使能发送引脚，发送后要使能接收引脚。
   void Modbus_Send_Byte(  uint8_t ch )
   {
   	/* 发送一个字节数据到USART2 */
       HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xff);	
   }
   
   /* USER CODE END PTD */
  

• 在主函数下方添加定时器部分的代码

   /* USER CODE BEGIN 4 */
   void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   	if (htim->Instance == htim1.Instance) 
   	{
   		
   		if(modbus.timrun != 0)//运行时间！=0表明
   		 {
   		  modbus.timout++;
   		  if(modbus.timout >=8)
   		  {
   		   modbus.timrun = 0;
   			 modbus.reflag = 1;//接收数据完毕
   		  }
   		}
   		modbus.Host_Sendtime++;//发送完上一帧后的时间计数
   		 if(modbus.Host_Sendtime>1000)//距离发送上一帧数据1s了
   			{
   				//1s时间到
   				modbus.Host_time_flag=1;//发送数据标志位置1
   				
   			}
   	}
   }
   /* USER CODE END 4 */
  

• 主函数的初始化部分加入以下代码

   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
   	Modbus_Init();//本机作为从机使用时初始化
   
   	
   	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);
   	printf("RS485_TEST_01\r\n");
   	RS485_RX_ENABLE;
   	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&RES, 1);//调用接收中断函数
   	
   	
   
     /* USER CODE END 2 */
  

• while(1)主要代码

  共包含3部分测试（每一部分需单独测试）
  1-主机读取从机数据测试（已经打开注释）
  2-主机向从机的一个寄存器中写入数据
  3-本设备作为从机使用，作为从机时地址为0x02，测试完一个注释掉，再打开另一个测试

     /* USER CODE BEGIN WHILE */
     while (1)
     {
   				
   				if(modbus.Host_time_flag)//每1s发送一次数据
   				{
   						
   					
   					//01-读取从机数据测试
   					//参数1：查看第i个从机数据
   					Host_Read03_slave(0x01,0x0000,0x0003);//参数1从机地址，参数2起始地址，参数3寄存器个数
   					if(modbus.Host_send_flag)
   					{
   						modbus.Host_Sendtime=0;//发送完毕后计数清零（距离上次的时间）
   						modbus.Host_time_flag=0;//发送数据标志位清零
   						modbus.Host_send_flag=0;//清空发送结束数据标志位
   
   						HOST_ModbusRX();//接收数据进行处理
   					}
   					
   			
   					
   					
   					
   
   //					//02-写入数据测试					
   //					Host_write06_slave(0x01,0x06,0x0001,0x0045);
   //					if(modbus.Host_send_flag)
   //					{
   //						modbus.Host_Sendtime=0;//发送完毕后计数清零（距离上次的时间）
   //						modbus.Host_time_flag=0;//发送数据标志位清零
   //						modbus.Host_send_flag=0;//清空发送结束数据标志位
   
   //						Host_Func6();//从机返回数据处理
   //					}
   //					
   //					
   					
   					
   					
   					
   //					//3-作为从机使用
   //					Modbus_Event();//本机作为从机使用时
   					
   					
   		}
   //		HAL_Delay(1000);
   
   
       /* USER CODE END WHILE */
   
       /* USER CODE BEGIN 3 */
     }
  

  STM32标准库和HAL库均介绍完毕。

• 代码下载

  HAL库代码下载链接–STM32HAL库+RS485+串口+定时器+Modbus协议（主机+从机测试）

最后说下使用HAL库踩的雷：

• 1- 代码不放在指定位置丢失

  刚开始不知道自己写的代码必须写到指定区域，如果不是用户区域的位置，重新生成代码加载的时候之前写的代码就白写了，真实消失的一干二净。—代码丢失了2次才发觉这个问题

• 2- 仿真器出故障板子无法下载

  使用的仿真器是免驱动类型，下载了某个程序后确提示检测不到仿真器，无法下载程序，换板子仍然是同样的情况，-尝试了百度上很多方法都不行，就差改下载模式了（没敢试）
  这里真的浪费了不少时间，得认怂了，仿真器不行还有串口下载，然后使用串口下载程序，发现可以，就又尝试仿真器下载，居然可以用了–后来也找到了正解。

  参考链接1
  参考链接2
  避免出现这种错误：切记不要忘记选择debug方式
  
  解决问题最直接方式：使用串口下载程序即可解决此问题

• 3、使用STM32cube生成代码错误

  参考链接3-解决办法

• 4、文件保存失败–真是个头大的问题

  对于重新生成的代码需要加载一下，大多数情况点“是”选项代码就更新了，也有好多次出现头文件需要重新保存，Ctrl+S的时候会提示保存的文件名和保存路径，如果在新的路径下保存，即使添加上路径，会报错（因为在默认的路径下还有一个此文件），保存在默认的路径下替换文件，也会出现错误。

• 5、过完年HAL库开发估计继续踩雷