了解Modbus

一. 了解 Modbus

1. 按键与灯的操作

1. 按键是只读的，只能输入，不能输出。
2. 灯则是可读可写，数据和灯一样只有一位。

扩展一下，就是这个意思。

2. 寄存器分类及操作

1. Modbus 抽象为四类寄存器。
2. 操作流程包括：
   1. 选择寄存器类别
   2. 指定寄存器地址
   3. 执行读取或写入操作
3. 写入时需提供 value，读取时需获得返回值。

3. Modbus 结构与设备访问

1. Modbus 是一主多从结构。
2. 必须明确要访问的设备，因此数据中需包含设备地址。

4. 数据包结构总结

发送的数据包含：

1. Dev（设备地址）
2. 寄存器类别
3. reg_addr（寄存器地址）
4. r/w（读写标志）
5. value（根据寄存器类别决定是1bit还是16bit）

5. Modbus 协议解析

1. 设备地址用于识别目标设备。
2. 功能代码决定操作类型（读/写，寄存器类别）。
3. 数据包中包含寄存器地址 rdg_addr 和数据本身。
4. 校验码用于数据完整性校验。
5. 主机发送数据，从机解析并回应自身地址。

6. 数字域与寄存器状态

1. 数字域字节数为5，表示有5字节。
2. 示例：数据1是 0x53，二进制 0101 0011，最末尾的1表示起始寄存器的值。

1. 假设要读取 0x13（十进制19）寄存器的值，即第19个寄存器。

1. 返回字节中，第一个数据的 bit0 就是第19个寄存器的状态，后续依次为第20、21等。
2. 读取多少个寄存器，就会返回多少位数据。

二. libmodbus

1. 源码与核心机制

1. 这就是我们源码和其分析，也是 modbus 的核心机制。

2. RTU 与 TCP 实现

1. RTU 使用串口实现 modbus。
2. TCP 使用网络实现 modbus。

3. 底层程序与统一接口

1. 有两个底层程序，希望通过统一接口选择串口或网络方式。
2. data.c 为辅助函数，不在应用程序中，可用于设置数据。

4. modbus.c 函数解析

1. 部分寄存器为只读。

1. 写寄存器：bit 是写单个寄存器，bits 是写多个寄存器。
2. 这些函数用于读单个位的寄存器。

1. 还可读取多个位的寄存器。

1. 写寄存器操作同样适用。

5. 消息发送与结构体 backend

1. 发送消息时涉及一个重要结构体：backend。

1. backend 是 modbus 的后端结构体。

1. 发送消息前需做准备工作。

1. 根据串口或网络方式分别发送消息。

1. 读取串口或网络数据。

1. 涉及硬件操作时，将其抽象为结构体，这是面向对象编程方法。

1. 网络发送与接收操作。

6. 系统支持

1. 支持 Windows 和 Linux。
2. Linux 使用 write 函数发送数据，Windows 使用 write file 发送数据。