Modbus協議是一種已廣泛應用于當今工業控制領域的通用通訊協議。通過此協議，控制器相互之間、或控制器經由網絡（如以太網）可以和其它設備之間進行通信。Modbus 協議使用的是主從通訊技術，即由主設備主動查詢和操作從設備。一般將主控設備方所使用的協議稱為Modbus Master，從設備方使用的服務器協議稱為Modbus Slave。典型的主設備包括工控機和工業控制器等；典型的從設備如PLC可編程控制器等。Modbus通訊物理接口可以選用串口（包括RS232和RS485），也可以選擇以太網口。其通信遵循以下的過程：

·主設備向從設備發送請求；

·從設備分析并處理主設備的請求，然后向主設備發送結果；

·如果出現任何差錯，從設備將返回一個異常功能碼。

英創公司提供的ARM9嵌入式主板系列產品，均帶有豐富的串口、網絡資源、通用GPIO接口等，同時具有強大的處理能力，除了適用于作為Modbus 主設備的開發應用，還可以作為ModBus從設備的開發應用。主控協議軟件在英創的《WinCE下的ModBus主控協議軟件》一文已有介紹， 在本文中主要介紹基于實現ModBus設備方協議的軟件包“WinCE下的ModBus設備方協議軟件”（以下簡稱modbusSlave軟件包）。該軟件的是以C函數加靜態LIB庫的形式提供給客戶。主要特征如下：

·非常適用于實時的工業應用。

·可以支持基于串口的Modbus協議應用或者基于TCP的Modbus協議應用。

·支持RTU傳輸模式。

·支持大多數的Modbus功能碼操作，包括對線圈、離散開關輸入的位操作，以及對寄存器的字節操作。

·可以獲取通訊中傳輸協議的錯誤代碼的詳細信息。

作為ModBus服務器，無論是基于串口還是基于TCP，在英創提供的modbusSlave軟件包中，實現了對于ModBus應用報文的分析與響應，這只是ModBus通訊的一部分。另一部分是還需要有對應用數據的訪問，這部分的內容則需要用戶自己來進行定義，為了方便客戶的使用，在modbusSlave軟件包中通過函數指針的形式，實現了這些用戶接口函數的自動加載，將用戶應用數據處理和ModBus應用報文響應關聯起來。用戶只需根據需求定義這些接口函數來實現相應的功能，各個函數具體的定義是通過專門的一個CPP文件：DataProvider.cpp來實現。所以在使用英創的modbusSlave軟件包時，有兩個部分組成，一部分是 modbus_slave.h/ modbus_slave.lib定義的API函數；另一部分是DataProvider.h /DataProvider.cpp定義的用戶數據接口函數，其中接口函數需要用戶在DataProvider.cpp中具體實現。

1、modbusSlave軟件包API函數

為了方便應用程序的使用，對不同的通訊介質保持一致的代碼形式，英創所提供的modbusSlave軟件包的API函數可以同時支持基于串口和TCP的Modbus協議，應用程序只需要在調用初始化函數時，用不同參數區分即可。以下介紹英創modbusSlave軟件包的相關API函數，各個函數的定義如下：

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功能描述：通過串口或者網絡TCP打開ModBus協議，連接到ModBus設備。對于串口方式，通過該函數打開串口，并設置相應串口的通訊參數，以滿足數據和控制命令的通訊；對于TCP方式，通過該函數和ModBus設備建立基于Socket方式的TCP連接，利用該連接進行數據和控制命令的通訊。

輸入參數 lpPortName：

該參數為TCHAR類型的字符串，該字符串中包含了啟動ModBus協議的需要設置的通訊參數信息。對于串口模式和TCP兩種模式分別采用不同的格式的字符串。

（1） 串口模式：

字符串必須以COM作為開頭，后面再帶上需要設置的串口通訊參數。格式為：

COMIdx:baudRate-dataBits-opBits-parity

其中Idx為串口序號，‘：’ 后為串口通訊參數，各個通訊參數均用整型數據來表示，依次為波特率、數據位、停止位、校驗位，校驗位 0-無校驗 1-奇校驗 2-偶校驗。

如COM3作為通訊的協議口，波特率：9600bps、8為數據位、1個停止位、無校驗。其格式如下：

_T（ ‘COM3:9600-8-1-0’ ）;

也可以直接就用 _T（ ‘COM3’ ）來表示，表明串口所用的為缺省參數：

波特率 9600bps 數據位 8 停止位 1 無奇偶校驗。

（2） TCP模式：

字符串以IP地址或者”*”作為開頭，‘：’后為指定TCP連接的特殊端口號，ModBus協議中缺省端口為502。如果不需要指定特殊端口，可以不帶此參數。格式如：

_T（ ‘192.168.201.178’ ）或者_T（“*”），使用端口號為502;

slaveAddr：

ModBus Slave設備地址。

timeout：

設置ModBus協議通訊響應的超時時間，單位為毫秒ms

mbusSlave_Interface：

數據處理函數指針結構，即需要加載ModBus Slave設備響應各個功能的用戶數據處理接口函數。這些用戶接口函數是由用戶自己提供，用戶可以根據選擇的功能來實現。這些函數的名稱和定義是固定的。分別為：

（1） 功能：讀保持寄存器/讀寫寄存器，實現功能碼3、23

int ReadHoldingRegistersTable（ int startRef， short regArr［］， int refCnt ）;

（2） 功能：寫寄存器，實現功能碼6、16、22、23

int WriteHoldingRegistersTable（ int startRef， const short regArr［］， int refCnt ）;

（3） 功能：讀輸入寄存器，實現功能碼4

int ReadInputRegistersTable（ int startRef， short regArr［］， int refCnt ）;

（4） 功能：讀線圈，實現功能碼1

int ReadCoilsTable（ int startRef， char bitArr［］， int refCnt ）;

（5） 功能：寫線圈，實現功能碼5、15

int WriteCoilsTable（ int startRef， const char bitArr［］， int refCnt ）;

（6） 功能：讀離散量，實現功能碼 2

int ReadInputDiscretesTable（ int startRef， char bitArr［］， int refCnt ）;

返回值 = NULL： 啟動ModBus設備失敗。

！= NULL： 啟動ModBus設備成功，并返回相應的操作句柄。

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（1） HANDLE mbusSlave_StartupServer（ LPCTSTR lpPortName， int slaveAddr，int timeout， ModBusSlave_Interface mbusSlave_Interface ）;

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功能描述： ModBus 服務器執行函數，用于對ModBus報文的分析和響應。

該函數為阻塞模式，阻塞的時間為函數mbusSlave_StartupServer （…）中設置的ModBus協議通訊響應的超時時間 timeout，也相當于等待請求響應的超時時間。實際應用中需要在線程中不斷地調用該函數。

輸入參數

hPort： 啟動ModBus設備后獲取的操作句柄

返回值 0： 相應操作成功

！=0： 錯誤代碼，可調用函數mbusSlave_GetErrorText（…）獲取錯誤的文本信息

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（2） int mbusSlave_ServerLoop（ HANDLE hPort ）;

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功能描述： 關閉ModBus服務器應用。

輸入參數

hPort： 啟動ModBus設備后獲取的操作句柄

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（3） void mbusSlave_ShutdownServer（ HANDLE hPort ）;

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功能描述： 獲取ModBus軟件包的版本信息。

返回值 ： TCHAR類型的字符串，為ModBus軟件包的版本信息。

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（4） TCHAR * mbusSlave_GetPackageVersion（ ）;

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功能描述： 根據錯誤代碼獲取錯誤文本信息。

返回值 ： TCHAR類型的字符串，為錯誤文本信息。

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（5） TCHAR * mbusSlave_GetErrorText（ int errCode ）;

modbus_Slave API調用的使用范例：

1、啟動modbus設備方協議

TCP方式：

hPort = mbusSlave_StartupServer（ _T（‘*’）， 1， 10000， mbusSlave_Interface ）;

串口方式：

hPort=mbusSlave_StartupServer（ _T（‘COM3:9600-8-1-0’），1，10000，

mbusSlave_Interface ）;

2、線程中調用Serverloop 響應請求

while（ 1 ）

{

result = mbusSlave_ServerLoop（ hPort ）;

if（ result！=0 ） // 檢查是否返回錯誤

{

// 出錯處理：本例為獲取并打印錯誤代碼的文本信息

wcscpy（ szText， mbusSlave_GetErrorText（ result ） ）;

i1 = wcslen（ szText ）;

if（ i1》0 ）

{

wcstombs（ strText， szText， i1 ）;

printf（ ‘ error code： %s！\n’， strText ）;

}

}

}

2、modbusSlave軟件包用戶接口函數

在DataProvider.h中共定義了6個用戶數據接口函數定義如下：

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功能描述： 讀保持寄存器/讀寫寄存器，實現功能碼3、23

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

regArr： 讀取寄存器的值

refCnt： 需要讀取的寄存器數目，范圍：1-125

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

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（1） int ReadHoldingRegistersTable（ int startRef， short regArr［］， int refCnt ）;

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功能描述： 寫寄存器，實現功能碼6、16、22、23

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

regArr： 寫寄存器的值

refCnt： 需要操作的寄存器數目，范圍：1-125

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

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（2） int WriteHoldingRegistersTable（ int startRef， const short regArr［］， int refCnt ）;

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功能描述： 讀輸入寄存器，實現功能碼4

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

regArr： 讀取寄存器的值

refCnt： 需要讀取的寄存器數目，范圍：1-125

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

（3） int ReadInputRegistersTable （ int startRef， short regArr［］， int refCnt ）;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

功能描述： 讀線圈，實現功能碼1

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

bitArr： 讀取線圈的值

refCnt： 需要讀取的線圈數目，范圍：1-2000

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

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（4） int ReadCoilsTable（ int startRef， char bitArr［］， int refCnt ）;

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功能描述： 寫線圈，實現功能碼5、15

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

bitArr： 寫線圈的值

refCnt： 需要操作的線圈數目，范圍：1-2000

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

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（5） int WriteCoilsTable（ int startRef， const char bitArr［］， int refCnt ）;

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功能描述： 讀離散量，實現功能碼 2

輸入參數

startRef： 寄存器的起始地址，范圍：1-0x10000

bitArr： 讀取離散量的值

refCnt： 需要讀取的離散量數目，范圍：1-2000

返回值

=1：操作成功

=0：不支持該項操作

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（6） int ReadInputDiscretesTable（ int startRef， char bitArr［］， int refCnt ）;