libmodbus使用说明

Modbus协议

百度解释

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

当在同一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通信标准。

应用场景

项目中经常需要和各式各样的PLC进行通讯，开始的时候是三菱Q系列的5u，用的是SLMP协议，后面又对接了安川的PLC，指不定以后会用哪家的PLC，所以考虑到是不是应该换一个通用性比较强的接口协议，可以省去大量时间和精力。
网上搜了一下，发现Modbus算是比较通用的协议了，也搜到了很多资料，因为对C++ 比较熟悉，所以搜的都是C++ 的Modbus资源。正好找到了libmodbus这个开源库，通读了一遍代码，觉得很不错，很强大，所以有了这篇文章。

libmodbus配置

在官网下载了代码，用vs2013编译了一下，我自己编译生成的libCSDN下载地址(2分)，Gitee下载地址(免积分)。还是很容易的。

编译:
libmodbus/src/win32目录下的 modbus-9.sln 文件，直接用vs打开编译就可以了。
生成:
libmodbus/src/win32目录下生成了
modbus.dll和modbus.lib文件
引用:
工程包含头文件:modbus.h
modbus-rtu.h

modbus-tcp.h
modbus-version.h
库文件:
modbus.lib
程序目录下放入文件:
modbus.dll

libmodbus函数说明

引入到工程之后，就需要了解几个主要的函数了。

初始化与释放

/* 以TCP的方式创建libmobus实例char *ip：连接的IP地址int port: 连接的IP端口
*/
modbus_t *modbus_new_tcp(const char *ip, int port);/* 以串口的方式创建libmobus实例onst char *device：连接的串口号，类似是这样'\\\\.\\COM10'int baud: 波特率char parity：奇偶校验int data_bit：数据位int stop_bit：停止位
*/
modbus_t *modbus_new_rtu(const char *device, int baud, char parity, int data_bit, int stop_bit);/* 释放libmodbus实例，使用完libmodbus需要释放掉modbus_t *ctx：libmodbus实例
*/
void modbus_free(modbus_t *ctx);

读取

/* 读取线圈状态，可读取多个连续线圈的状态modbus_t *ctx：Modbus实例int addr: 线圈地址int nb：读取线圈的个数uint8_t *dest: 传出的状态值
*/
int modbus_read_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint8_t *dest);/* 读取输入状态，可读取多个连续输入的状态modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：输入地址int nb：读取输入的个数uint8_t *dest：传出的状态值
*/
int modbus_read_input_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint8_t *dest);/* 读取输入寄存器的值，可读取多个连续输入输入寄存器modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：输入地址int nb：读取输入寄存器的个数uint8_t *dest：传出的寄存器值
*/
int modbus_read_input_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest);/* 读取保持寄存器的值，可读取多个连续输入保持寄存器modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：输入地址int nb：读取保持寄存器的个数uint8_t *dest：传出的寄存器值
*/
int modbus_read_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest);

写入

/*写入单个线圈的状态modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：线圈地址int status：线圈状态
*/
int modbus_write_bit(modbus_t *ctx, int addr, int status);/*写入多个连续线圈的状态modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：线圈地址int nb：线圈个数const uint8_t *src：多个线圈状态
*/
int modbus_write_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint8_t *src);/*写入单个寄存器modbus_t *ctx：Modbus实例int addr：寄存器地址int value：寄存器的值
*/
int modbus_write_register(modbus_t *ctx, int addr, int value);/*写入多个连续寄存器int addr：寄存器地址int nb：寄存器的个数const uint16_t *src：多个寄存器的值
*/
int modbus_write_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint16_t *src);

float 浮点数

libmodbus下处理浮点型真的是异常方便，我之前用的协议都是需要我自己转换的，在得到的寄存器的数据后，发现PLC的数解析的时候，可能分16位和32位的，拿16位举例，每4位一组就像ABCD，我们需要解析出来的是DCBA。
后来我发现了libmodbus里面有这两个函数

float modbus_get_float(const uint16_t *src);void modbus_set_float(float f, uint16_t *dest)

这个两个函数主要是将整型数据转换成float，和将float转换成整型的。
在用modbus_read_registers或者modbus_read_input_registers得到寄存器的值int16_t *dest，如果里面存的是浮点数，把dest当做参数传入到modbus_get_float里面，如果得到的值不对，你需要弄清楚PLC对应传出数据的模式是DCBA还是BADC，CDAB，ABCD。

libmodbus还提供了其他函数

modbus_get_float_abcd
modbus_get_float_badc
modbus_get_float_cdab
modbus_get_float_dcba

modbus_set_float_abcd
modbus_set_float_badc
modbus_set_float_cdab
modbus_set_float_dcba

下图是我在工作中常用的三菱5u PLC Modbus对应寄存器线圈输入等的地址。