2.14 haas506 2.0开发教程-高级组件库-modbus

1.Modbus slave仿真软件的使用

需要先下载mbslave这个软件
链接: lmbslave官网.

• Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（Defacto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

• modbus报文模型

• Modbus Slave是Modbus子设备模拟工具，模拟设备发送串口信号。可以仿真32个从设备/地址域。每个接口都提供了对excel报表的OLE自动化支持。帮助Modbus通讯设备开发人员进行Modbus通讯协议的模拟和测试，用于模拟、测试、调试Modbus通讯设备。与Modbus Poll的用户界面相同，支持功能01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 22 和23，监视串口数据。

（1）打开仿真软件

（2）点击setup进行slave definition

 在slave definition中设置Slave ID（modbus从机ID）、Function（功能）、Address（地址）、Quantity（寄存器个数）、数据显示的格式等。
 
 （3）编辑寄存器的值
框选所有数据，选择Display - Unsigned
  双击当前值，跳出一个Edit Register编辑框，修改寄存器的值
全部修改后如下图所示：
    当前数据显示是无符号整型格式，若想修改数据的显示格式，可以点击软件窗口栏中的”Display"选择一个合适的数据格式。

例如选择“HEX"之后，数据显示如下图所示：

（4）Connection连接配置
  点击软件窗口栏中的Connection选项，进行连接配置。

 配置项：Connection选择”Serial Port“，Port需要选择设备的RS485的串口端口号，例如当前设备的RS485的端口号为COM26（从我的电脑-设备管理器获取）,那么Port就选择Port26。波特率选择9600（Modbus采用串口通信时的串口波特率，默认为 9600）、数据位选择"8 Data bits"、奇偶校验选择”None Parity-不校验"、停止位选择"1 stop bit"。

 详细的配置项如下图所示：

设置完毕

2.案例

案例说明：

• 使用Modbus slave工具，进行读写串口数据功能测试
• 需要连接TTL与RS485串口，modbus使用RS485进行通信。

案例一 对保持寄存器（holdRegister)进行数据读取和数据写入

烧录代码

● main.py

import modbus
import utime as time
time.sleep(5)
#初始化modbus:RS485串口id为2，波特率为9600，奇偶校验为0，响应超时为1000ms
modbus.init(2,9600,0,1000)
#建立20个字节的数组
readBuf=bytearray(20)
#读保持寄存器:设备ID是1，寄存器起始地址为0，连续读入10个寄存器数据， 响应超时为1000ms
modbus.readHoldingRegisters(1,0,10,readBuf,1000)
print('read data from register:',readBuf)
#写保持寄存器:设备ID是1，寄存器地址为0，往地址为0的寄存器写入的数据为200， 响应超时1000ms
time.sleep(5)
modbus.writeHoldingRegister(1,0,200,1000)
modbus.readHoldingRegisters(1,0,10,readBuf,1000)
print("read register again:",readBuf)
#关闭modbus
modbus.deinit()

● board.json

{"name": "haas506","version": "1.0.0","io": {            "serial1":{"type":"UART","port":0,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial2":{"type":"UART","port":1,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial3":{"type":"UART","port":2,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"}},"debugLevel": "ERROR","repl":"enable","replPort":0}

● 日志输出
打开串口助手，查看打印的日志信息

read data from register:bytearray(b'\x00\x00\xff\xff\x01\x00\xff\xff\x02\x00\xff\xff\x03\x00\xff\xff\x04\x00\xff\xff')
read register again: bytearray(b'\xc8\x00\xff\xff\x01\x00\xff\xff\x02\x00\xff\xff\x03\x00\xff\xff\x04\x00\xff\xff')

注意：每个寄存器包含高低2个字节，寄存器数据按照大端字节序排列，大端就是一个数据的低字节在高地址，高字节在低地址。例如地址为0的寄存器的数据是0x00C8，那么输出的时候，先输出C8然后输出00。

案例二 修改多个寄存器的值

● main.py

  import modbusimport utimeutime.sleep(5)#修改前五个寄存器值,每个寄存器包含高低2个字节  #注意：（寄存器数据按照大端字节序排列） 大端就是一个数据的低字节在高地址，高字节在低地址modbus.init(2,9600,0,1000)readBuf=bytearray(10)#读保持寄存器:设备ID是1，寄存器起始地址为0，连续读入5个寄存器数据， 响应超时为1000msmodbus.readHoldingRegisters(1,0,5,readBuf,1000)print('read data from register：',readBuf)print("write data into register...")writeBuf=bytearray([0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00])#写多个保持寄存器:设备ID是1，寄存器的起始地址为0，待写入寄存器的数据为200， 响应超时1000msret=modbus.writeMultipleHoldingRegisters(1, 0, 5, writeBuf, 1000)print("----ret=",ret)# ----ret= (0, 0, 5, 0)#读保持寄存器:设备ID是1，寄存器起始地址为0，连续读入5个寄存器数据， 响应超时为1000msmodbus.readHoldingRegisters(1,0,5,readBuf,1000)print("read register again:",readBuf)modbus.deinit()

● board.json

{"name": "haas506","version": "1.0.0","io": {            "serial1":{"type":"UART","port":0,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial2":{"type":"UART","port":1,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial3":{"type":"UART","port":2,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"}},"debugLevel": "ERROR","repl":"enable","replPort":0}

● 日志

read data from register： bytearray(b'\x00\x00\xff\xff\x01\x00\xff\xff\x02\x00')
write data into register...
read register again: bytearray(b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00')

● 原始数据表

● 修改后的数据表

案例三 读取多个输入寄存器（InputRegisters）的值

在仿真软件中如下设置：
（1）创建一张表

（2）在slave definition中，选择Function中的 input Registers,注意当前设备的id是1。

（3）适当修改几个寄存器的值

● main.py

import modbus as mb
import utime as time
def modbus_test():#初始化串口2-->RS485，波特率9600，奇偶校验为0,超时1000ms mb.init(2, 9600, 0, 1000)readBuf = bytearray(10)#params:设备Id,寄存器起始地址, 所要读取的寄存器个数, readBuf, 超时时间设置ret = mb.readInputRegisters(1, 0, 5, readBuf, 200)print(ret)print('readBuf:',readBuf)mb.deinit()if __name__ == '__main__':while True:time.sleep(1)modbus_test()

● board.json

{"name": "haas506","version": "1.0.0","io": {            "serial1":{"type":"UART","port":0,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial2":{"type":"UART","port":1,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"},"serial3":{"type":"UART","port":2,"dataWidth":8,"baudRate":115200,"stopBits":1,"flowControl":"disable","parity":"none"}},"debugLevel": "ERROR","repl":"enable","replPort":0}

● 日志
代码执行过程中会输出两个值，分别是readInputRegisters()函数的状态返回值和前5个寄存器中的值

(0, 10)
readBuf: bytearray(b'\x00\x00\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x04\x00')
(0, 10)
readBuf: bytearray(b'\x00\x00\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x04\x00')
(0, 10)
......

3.class-modbus

函数功能：根据board.json中设备节点的配置初始化Modbus总线
参数说明：

board.json中的UART类型设备属性配置项说明如下：

返回值：打开Modbus设备成功返回0；打开UART设备失败返回失败错误码

函数功能：反初始化Modbus总线
注意事项：需确保要关闭的Modbus处于init状态
参数说明：无
返回值：反初始化Modbus设备成功返回0；反初始化Modbus设备失败返回失败错误码

函数功能：向从机写单个保持寄存器
注意事项：需确保此UART处于open状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的4元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机多个保持寄存器中写入数据
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的4元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机某个线圈中写入数据
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的4元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机多个线圈中写入数据
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的4元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机读取多个保持寄存器的值
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机读取多个输入寄存器的值
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机读取多个输入寄存器的值
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：

函数功能：向从机读取多个线圈的值
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：

函数功能：该函数仅供从机使用，用来接收主机发送的请求命令。接收的超时参数由 modbus.init 初始化时指定的 timeout 决定，默认为200毫秒。
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
参数说明：

返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：

函数功能：该函数仅供从机使用，用于发送响应数据给主机。接收的超时参数由 modbus.init 初始化时指定的 timeout 决定，默认为200毫秒。
注意事项：需确保此Modbus处于init状态
函数原型：modbus.send()
参数说明： 空
返回值：返回一个tuple类型的2元组，元组中的条目格式为：