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W5500+STM32F103C8T6进行TCP通信(modbus)

一、W5500以太网模块介绍

Niren_W5500模块是一款基于WIZnet W5500芯片的以太网模块，是泥人电子继 Niren_W5100模块后设计的一块性能更好、性价比更高的以太网模块。模块集成硬件化TCP/IP协议:内部32K字节存储器作TX/RX
缓存:支持10/100Mbps的传输速率;支持8个独立端口同时运行;同时模块还支持3.3V或5V电源供电,5V供电时还可以输出3.3V电源,方便用户在不同的单片机系统中使用;模块与单片机系统的通讯方式是简单、方便的SPI通信。

二、modbus通信

  • 当设备设置为使用ASCII（美国信息交换标准代码）模式在MODBUS串行线上进行通信时，消息中的每个8位字节将作为两个ASCII4位字符发送。当物理通信链路或设备的功能不允许符合RTU计时器管理要求时，使用此模式。
    所以此模式的效率不如RTU，因为每个字节需要两个字符。示例：字节0x7D编码为两个字符：0x35和0x42（在ASCII表中为0x37=‘7’，而0x44 =‘D’）。
  • Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式；因为使用二进制编码和CRC错误检查的结合使得Modbus RTU适用于工业应用，因为它比ASCII字符的替代方案更有效地传输。 在Modbus RTU与ASCII之间进行选择时，如果考虑性能，则RTU是首选。在这里插入图片描述
  • Modbus TCP 是在TCP/IP网络上运行的Modbus的实现，旨在允许Modbus ASCII / RTU协议在基于TCP /IP的网络上传输。Modbus / TCP将Modbus消息嵌入TCP /IP帧内。尽管实现起来非常简单，但是与网络相关的特性增加了一些挑战。例如，由于Modbus主机期望并要求在一定时间范围内对其轮询做出响应，因此必须考虑TCP/ IP网络的不确定性（和其他方面）。 Modbus ASCII和Modbus TCP之间的主要区别在于，Modbus ASCII所需的LRC错误检查由IP层执行。

三、从机代码

void Load_Net_Parameters(void)
{
	Gateway_IP[0] = 192;//加载网关参数
	Gateway_IP[1] = 168;
	Gateway_IP[2] = 0;
	Gateway_IP[3] = 1;

	Sub_Mask[0]=255;//加载子网掩码
	Sub_Mask[1]=255;
	Sub_Mask[2]=255;
	Sub_Mask[3]=0;

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

	IP_Addr[0]=192;//加载本机IP地址
	IP_Addr[1]=168;
	IP_Addr[2]=0;
	IP_Addr[3]=199;

	S0_Port[0] = 0x13;//加载端口0的端口号5000 
	S0_Port[1] = 0x88;

	S0_Mode=TCP_SERVER;//加载端口0的工作模式,TCP服务端模式
}
  • 简单响应函数，这里需要在开始定义一个全局变量data，每次调用都会使data++，而返回的数据就是把data置于数据位，值通过tcp回传回去，能在modbus poll里看到这个值
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);
	
	//打印查询报文
	for (int j=0;j<size;j++){
		 printf("0x%02X ",Tx_Buffer[j]);
	}

	//写响应报文
	//检验码
	msg[0]=Tx_Buffer[0];
	msg[1]=Tx_Buffer[1];
	
	//协议
	msg[2]=0x00;
	msg[3]=0x00;
	
	//数据包长度
	msg[4]=0x00;
	msg[5]=0x05;
	
	//设备编号
	msg[6]=Tx_Buffer[6];
	//功能码
	msg[7]=Tx_Buffer[7];
	//数据长度
	msg[8]=0x02;
	
	//低八位
	msg[10]=data&0XFF;
	//高八位
	msg[9]=data>>8;
	
	memcpy(Tx_Buffer, msg, len);	
	//发送响应报文
	Write_SOCK_Data_Buffer(0, Tx_Buffer, len);
	data++;
}
  • main函数循环等待连接
 while (1)
  {
		W5500_Socket_Set();//W5500端口初始化配置

		W5500_Interrupt_Process();//W5500中断处理程序框架
		
		if((S0_Data & S_RECEIVE) == S_RECEIVE)//如果Socket0接收到数据
		{
			S0_Data&=~S_RECEIVE;
			Process_Socket_Data(0);//W5500接收并发送接收到的数据
		}
		//从机状态标志
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);

  }

  • Modbus Poll读取设置
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 读取效果
    在这里插入图片描述

四、总结

有的人天生就是主角，只能说，大佬确实强啊

参考链接

https://blog.csdn.net/junseven164/article/details/122148326
https://blog.csdn.net/qq_45659777/article/details/121952778

版权声明：本文为CSDN博主「羚漆」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/zero_zero_seven/article/details/122203016

一、w5500资料

  • w5500的资料就放在下面了，单纯的客户端和其他模式上面有教程

https://www.aliyundrive.com/s/enPnnZgNtpE

二、modbus通信

  • Modbus RTU通信时使用的数据帧结构如下图，而Moubus TCP通信的数据帧和这个稍微不一样，没有crc检验，因为tcp本就是一种可靠传输协议
    在这里插入图片描述

  • 这里是Modbus TCP数据帧
    在这里插入图片描述

  • 公共功能码定义在这里插入图片描述

三、从机代码

  • 关键代码，这里需要在开始定义一个全局变量data，每次调用都会使data++，而返回的数据就是把data置于数据位，值通过tcp回传回去，能在modbus poll里看到这个值
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);
	
	//打印查询报文
	for (int j=0;j<size;j++){
		 printf("0x%02X ",Tx_Buffer[j]);
	}

	//写响应报文
	//检验码
	msg[0]=Tx_Buffer[0];
	msg[1]=Tx_Buffer[1];
	
	//协议
	msg[2]=0x00;
	msg[3]=0x00;
	
	//数据包长度
	msg[4]=0x00;
	msg[5]=0x05;
	
	//设备编号
	msg[6]=Tx_Buffer[6];
	//功能码
	msg[7]=Tx_Buffer[7];
	//数据长度
	msg[8]=0x02;
	
	//低八位
	msg[10]=data&0XFF;
	//高八位
	msg[9]=data>>8;
	
	memcpy(Tx_Buffer, msg, len);	
	//发送响应报文
	Write_SOCK_Data_Buffer(0, Tx_Buffer, len);
	data++;
}
  • 代码下载链接

https://gitee.com/zxsjunqi/keilcode/tree/master/Modbus_TCP-main/Modbus_TCP-main

  • Modbus Poll读取设置
    在这里插入图片描述
  • 这里是通过TCP连接，地址就是代码里所写的，比如我是192.168.201.68，端口为5000，有个前提，要通信得先把前面的客户端例子调通，也就是需要修改适配器在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 读取效果在这里插入图片描述

四、总结

modbus tcp通信原理基本清楚了，但在代码实现的时候却很犹豫，不知道拿什么来接收并应答，直到看到同学的博客之后，突然就明白了，大佬是真的强啊。

五、参考

STM32F103基于W5500实现Modbus简单TCP通信
Modbus TCP通信概述

版权声明：本文为CSDN博主「伊始不觉」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/junseven164/article/details/122148326

一、w5500

        D-W5500 EVB以太网模块是一款基于WIZnet W5500芯片的以太网模块，且性价比高的以太网模块。W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加建议的互联网连接方案。
        W5500固化了TCP/IP协议栈，10/100Mbps以太网数据链路层（MAC）及物理层（PHY），使得用户使用单芯片就能够在他们的应用中拓展网络连接。内嵌32K字节片上缓存以供以太网处理，并且可以同时使用8个硬件Socket独立通讯；SPI(外设船型接口)从而能够更加容易与外设MCU整合，并且W5500使用了高效SPI协议支持80MHz，从而实现高速网络通讯。
        模块还支持3.3V或者5V电源供电，当5V供电时还可以输出3.3V的电压，方便用户在不同的单片机系统中使用。

二、modbus通信

1.Modbus三种通讯方式

Modbus有下列三种通信方式：

（1）、以太网：对应的通信模式是Modbus TCP/IP

（2）、异步串行传输（各种介质如有线RS-232-/422/485/；光纤、无线等）：对应的通信模式是Modbus RTU或Modbus ASCII

（3）、高速令牌传递网络：对应的通信模式是Modbus PLUS

Modbus RTU和Modbus ASCII协议应用于串口链接（RS232、RS485、RS422），Modbus tcp/ip协议应用于以太网链接。
 

2.在Modbus网络上传输

标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。

控制器通信使用主/从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。

典型的主设备：主机和可编程仪表。

典型的从设备：可编程控制器。

主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。

Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。

从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

3.以太网（modbus tcp/ip）

对于Modbus TCP而言，主站通常称为Client，从站称为Server；而对于Modbus RTU和Modbus ASCII来说，主站是Master，从站是Slave。

ModbusTCP的数据帧可分为两部分：ADU=MBAP+PDU = MBAP + 功能码 + 数据域，MBAP 7byte，功能码1byte，数据域不确定，由具体功能决定。

三、代码实现

（一）初始化从机网络

void Load_Net_Parameters(void)
{
	Gateway_IP[0] = 192;//加载网关参数
	Gateway_IP[1] = 168;
	Gateway_IP[2] = 1;
	Gateway_IP[3] = 1;

	Sub_Mask[0]=255;//加载子网掩码
	Sub_Mask[1]=255;
	Sub_Mask[2]=255;
	Sub_Mask[3]=0;

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

	IP_Addr[0]=192;//加载本机IP地址
	IP_Addr[1]=168;
	IP_Addr[2]=1;
	IP_Addr[3]=199;

	S0_Port[0] = 0x13;//加载端口0的端口号5000 
	S0_Port[1] = 0x88;

	S0_Mode=TCP_SERVER;//加载端口0的工作模式,TCP服务端模式

（二）响应函数

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);
	
	//打印查询报文
	for (int j=0;j<size;j++){
		 printf("0x%02X ",Tx_Buffer[j]);
	}

	//写响应报文
	//检验码
	msg[0]=Tx_Buffer[0];
	msg[1]=Tx_Buffer[1];
	
	//协议
	msg[2]=0x00;
	msg[3]=0x00;
	
	//数据包长度
	msg[4]=0x00;
	msg[5]=0x05;
	
	//设备编号
	msg[6]=Tx_Buffer[6];
	//功能码
	msg[7]=Tx_Buffer[7];
	//数据长度
	msg[8]=0x02;
	
	//低八位
	msg[10]=data&0XFF;
	//高八位
	msg[9]=data>>8;
	
	memcpy(Tx_Buffer, msg, len);	
	//发送响应报文
	Write_SOCK_Data_Buffer(0, Tx_Buffer, len);
	data++;
}

（三）main函数循环等待连接

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

		W5500_Interrupt_Process();//W5500中断处理程序框架
		
		if((S0_Data & S_RECEIVE) == S_RECEIVE)//如果Socket0接收到数据
		{
			S0_Data&=~S_RECEIVE;
			Process_Socket_Data(0);//W5500接收并发送接收到的数据
		}
		//从机状态标志
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);

  }

四、结果

 

 

五、总结

本次实验用了Mudbus协议栈实现了简单的TCP通信。

六、参考资料

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

版权声明：本文为CSDN博主「枫叶的鱼」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/w798214705/article/details/122201346

一、w5500资料

  • w5500的资料就放在下面了，单纯的客户端和其他模式上面有教程

https://www.aliyundrive.com/s/enPnnZgNtpE

二、modbus通信

  • Modbus RTU通信时使用的数据帧结构如下图，而Moubus TCP通信的数据帧和这个稍微不一样，没有crc检验，因为tcp本就是一种可靠传输协议
    在这里插入图片描述

  • 这里是Modbus TCP数据帧
    在这里插入图片描述

  • 公共功能码定义在这里插入图片描述

三、从机代码

  • 关键代码，这里需要在开始定义一个全局变量data，每次调用都会使data++，而返回的数据就是把data置于数据位，值通过tcp回传回去，能在modbus poll里看到这个值
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);
	
	//打印查询报文
	for (int j=0;j<size;j++){
		 printf("0x%02X ",Tx_Buffer[j]);
	}

	//写响应报文
	//检验码
	msg[0]=Tx_Buffer[0];
	msg[1]=Tx_Buffer[1];
	
	//协议
	msg[2]=0x00;
	msg[3]=0x00;
	
	//数据包长度
	msg[4]=0x00;
	msg[5]=0x05;
	
	//设备编号
	msg[6]=Tx_Buffer[6];
	//功能码
	msg[7]=Tx_Buffer[7];
	//数据长度
	msg[8]=0x02;
	
	//低八位
	msg[10]=data&0XFF;
	//高八位
	msg[9]=data>>8;
	
	memcpy(Tx_Buffer, msg, len);	
	//发送响应报文
	Write_SOCK_Data_Buffer(0, Tx_Buffer, len);
	data++;
}
  • 代码下载链接

https://gitee.com/zxsjunqi/keilcode/tree/master/Modbus_TCP-main/Modbus_TCP-main

  • Modbus Poll读取设置
    在这里插入图片描述
  • 这里是通过TCP连接，地址就是代码里所写的，比如我是192.168.201.68，端口为5000，有个前提，要通信得先把前面的客户端例子调通，也就是需要修改适配器在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 读取效果在这里插入图片描述

四、总结

modbus tcp通信原理基本清楚了，但在代码实现的时候却很犹豫，不知道拿什么来接收并应答，直到看到同学的博客之后，突然就明白了，大佬是真的强啊。

五、参考

STM32F103基于W5500实现Modbus简单TCP通信
Modbus TCP通信概述

版权声明：本文为CSDN博主「伊始不觉」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/junseven164/article/details/122148326

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伊始不觉

我还没有学会写个人说明！

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