Qt编写Modbus从机程序

上一个网文我们使用MODSCAN32软件和串口助手调试了Modbus协议，我们之前还分享过使用Qt编写自己的串口助手，今天我们在上次分享的串口助手的源码基础上，使用Qt编写一个Modbus从机程序，让其与MODSCAN32软件实现数据交互。

实现目标

熟悉Modbus协议0x03和0x06功能码
熟悉QTableView控件的使用
Qt编写的Modbus从设备与ModScan32软件进行数据交互

结果展示

改变QTableView控件中某一个单元格的值
MODSCAN32软件实时获得QTableView控件中的值
MODSCAN32软件中修改某一个寄存器的值，QTableView控件随之改变

素材获取

上面视频中获取源码的获取方式，欢迎关注小哈哥的视频号，更多精彩敬请期待。

读保持寄存器功能码0x03

当主机发送0x03功能码时，表明主机想要获取从机某些寄存器里的内容。

举例： 请求读寄存器108~110：

由上图我们可知，寄存器108的内容为02 2B，即十进制的555，寄存器109~110的内容分别为十六进制的00 00 和 00 64，或十进制的0和100。

写单个寄存器功能码0x06

0x06功能码是主机用来向从机的某个寄存器写数据，一次只能操作一个寄存器。

使用功能码0x06写单个保持寄存器。

举例： 请求将十六进制00 03写入寄存器2。

写多个保持寄存器功能码0x10

将十六进制 00 0A 和 01 02 写入从寄存器 2 开始的两个寄存器的实例：

注意：上面截图的实例中，未包含地址位和校验码。

0x03和0x06功能码调试

主从机寄存器地址设置不一致

上面主从机地址设置不一致的返回：
MODSIM32收到的数据包：01 03 00 00 00 06 C5 C8
MODSIM32返回的数据包：01 83 02 C0 F1

主从机寄存器地址一致

MODSIM32收到的数据包：01 03 00 00 00 06 C5 C8
MODSIM32返回的数据包：01 03 0C 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 6E B3

主机修改值

使用Modbus功能码0x06：写单路寄存器，实现对从机单个寄存器值的修改。

修改地址2的寄存器值为0x00FF

MODSCAN32发送的数据包：01 06 00 01 00 FF 98 4A
MODSIM32返回的应答包：01 06 00 01 00 FF 98 4A

主机发送的报文格式：

主机发送	字节数	发送的信息
从机地址	1	01
功能码	1	06
起始地址	2	0x0001
写入数据	2	0x00FF
CRC码	2	0x984A

从机响应返回的报文格式，与主机发送的报文格式及数据内容完全相同。

修改地址6的寄存器值为0xFF00

从机修改值

修改地址4的寄存器值为0x0008

由上我们可以看出来，从机修改完值无需上传数据包（因为Modbus是主从模式，从机不能主动上传数据），等待下次主机查询寄存器状态的时候，上报即可。

注意：上面演示使用的ModSim32软件作为从机，MODSCAN32软件作为主机。

基于Qt的Modbus从机程序

有了上面的演示，我们知道了主机发送不同功能码的时候，我们应该返回给主机什么样的数据内容，下面我们在之前我们分享的《 使用Qt打造属于自己的串口调试助手 》的基础上，完成0x03和0x06功能码的应答，最终程序的界面显示如下。

因为Modbus协议是主从模式，从机不会主动发数据包至主机，从机只要解析接收到的数据包，然后根据协议规定返回对应的内容即可。

所以我们的Qt程序，主要工作就是解析收到的串口数据，因此，在串口接收函数中，解析收到的数据包具体需要做如下工作：

将接收到的前6个字节数据进行CRC计算；
CRC计算的结果跟接收到的第7、第8字节比较，如果一致，证明数据包没有问题；
如果CRC正确，那么根据接收到的第2字节进行判断，当第2字节为0x03时，为Modbus读寄存器的操作；当第2字节为0x06时，为Modbus写单寄存器的操作；
如果功能码为0x03，则获取TableView第2列内的所有数据，作为返回数据包的寄存器值，然后将地址位、功能码、数据长度、寄存器值这些进行CRC校验，然后组成一个数据包发送至主机；
如果功能码为0x06，则将收到数据包的数据位组成一个WORD类型的整形数，根据寄存器地址，将其赋值到TableView中对应的单元格中。

Qt实现的Modbus从机程序大家可以参考本文提供的源码。

总结

经过我们这两次modbus协议的分享，大家可以试试其他功能码的发送与应答，自己随意玩起吧。

参考阅读

干货 | Modbus协议调试分享

485型风速和风向变送器数据包解析

CRC校验码简介及CRC16的计算方法

使用Qt打造属于自己的串口调试助手

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