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C#写了一款上位机监控软件，基于MODBUS_RTU协议。 软件的基本结构：
串口接收问题 这里采用的是MODBUS_RTU协议，是没有回车等明显的结束符的哈。所以在C#也不可以用serialPort1.ReadLine来读取。我用的是serialPort1.BytesToRead先读缓冲区中的数据个数，再通过个数据读数据。这样在用串口软件测试的时候确实很有用，再随之问题又出现了。下位机传上来的数据长度高出8个，就会分断接收。即接收到的两次的长度，第一次是8个，然后再接收到后面的。 原因是因为软件没有接收完一整帧数据后就进行了中断。解决方法：在中断中加入线程阻塞方法，然后再读取串口中的数据。 发送读数据和发送写数据的结构
写了多个MODBUS协议的上位机后，总结了些经验，并将这部分程序封装在一个类中。 使用时只需对其接口函数调用即可，有很强的移植性。在写软件时不用再在协议这部分花太多的时间。 基本的使用方法在注释中。程序总体感觉 可能过于臃肿，希望各位大神批评指点。 以下是源代码： /* * MODBUS协议 * * * 介绍： * 此modbus上位机 协议类 具有较强的通用性 * 本协议类最主要的思想是 把所有向下位机发送的指令 先存放在缓冲区中（命名为管道） * 再将管道中的指令逐个发送出去。 * 管道遵守FIFO的模式。管道中所存放指令的个数 在全局变量中定义。 * 管道内主要分为两部分：1，定时循环发送指令。2，一次性发送指令。 * 定时循环发送指令:周期性间隔时间发送指令，一般针对“输入寄存器”或“输入线圈”等实时更新的变量。 * 这两部分的长度由用户所添加指令个数决定（所以自由性强）。 * 指令的最大发送次数，及管道中最大存放指令的个数在常量定义中 可进行设定。 * * 使用说明： * 1，首先对所定义的寄存器或线圈进行分组定义，并定义首地址。 * 2，在MBDataTable数组中添加寄存器或线圈所对应的地址。 注意 寄存器：ob = new UInt16()。线圈：ob = new byte()。 * 3，对所定义的地址 用属性进行定义 以方便在类外进行访问及了解所对应地址的含义。 * 4，GetAddressValueLength函数中 对使用说明的"第一步"分组 的元素个数进行指定。 * 5，在主程序中调用MBConfig进行协议初始化（初始化内容参考函数）。 * 6，在串口中断函数中调用MBDataReceive()。 * 7，定时器调用MBRefresh()。（10ms以下） * 指令发送间隔时间等于实时器乘以10。 例：定时器5ms调用一次 指令发送间隔为50ms。 * 8，在主程序初始化中添加固定实时发送的指令操作 用MBAddRepeatCmd函数。 * 9，在主程序运行过程中 根据需要添加 单个的指令操作(非固定重复发送的指令)用MBAddCmd函数。 * * * 作者：王宏强 * 时间：2012.7.2 * * * * * * */ using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; namespace WindowsApplication1 { public class Modbus { #region 所用结构体 /// <summary> /// 地址对应表元素单元 /// </summary> public struct OPTable{ public volatile int addr; public volatile byte type; public volatile object ob; }; /// <summary> /// 当前的指令 /// </summary> public struct MBCmd { public volatile int addr; //指令首地址 public volatile int stat; //功能码 public volatile int len; //所操作的寄存器或线圈的个数 public volatile int res; //返回码的状态， 0：无返回，1：正确返回 }; /// <summary> /// 当前操作的指令管道 /// </summary> public struct MBSci { public volatile MBCmd[] cmd; //指令结构体 public volatile int index; //当前索引 public volatile int count; //当前功能码执行的次数 public volatile int maxRepeatCount; //最大发送次数 public volatile int rtCount; //实时读取的指令各数(无限间隔时间读取) }; #endregion #region 常量定义 public const byte MB_READ_COILS = 0x01; //读线圈寄存器 public const byte MB_READ_DISCRETE = 0x02; //读离散输入寄存器 public const byte MB_READ_HOLD_REG = 0x03; //读保持寄存器 public const byte MB_READ_INPUT_REG = 0x04; //读输入寄存器 public const byte MB_WRITE_SINGLE_COIL = 0x05; //写单个线圈 public const byte MB_WRITE_SINGLE_REG = 0x06; //写单寄存器 public const byte MB_WRITE_MULTIPLE_COILS = 0x0f; //写多线圈 public const byte MB_WRITE_MULTIPLE_REGS = 0x10; //写多寄存器 private const int MB_MAX_LENGTH = 120; //最大数据长度 private const int MB_SCI_MAX_COUNT = 15; //指令管道最大存放的指令各数 private const int MB_MAX_REPEAT_COUNT = 3; //指令最多发送次数 #endregion #region 全局变量 private static volatile bool sciLock = false; //调度器锁 true:加锁 false:解锁 private static volatile byte[] buff = new byte[MB_MAX_LENGTH]; //接收缓冲器 private static volatile int buffLen = 0; private static volatile byte[] rBuff = null; //正确接收缓冲器 private static volatile byte[] wBuff = null; //正确发送缓冲器 public static MBSci gMBSci = new MBSci() { cmd = new MBCmd[MB_SCI_MAX_COUNT], index = 0, maxRepeatCount = MB_MAX_REPEAT_COUNT, rtCount = 0, count = 0 }; private static SerialPort comm = null; private static int mbRefreshTime = 0; #endregion #region MODBUS 地址对应表 //modbus寄存器和线圈分组 首地址定义 public const int D_DIO = 0x0000; public const int D_BASE = 0x0014; public const int D_RANGE = 0x0018; public const int D_PWM = 0x001A; public const int D_PID = 0x001E; /// <summary> /// 变量所对应的地址 在此位置 /// </summary> public static volatile OPTable[] MBDataTable = { new OPTable(){addr = D_DIO, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new UInt16()}, //0 new OPTable(){addr = D_DIO + 1, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_DIO + 2, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_DIO + 3, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_DIO + 4, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_DIO + 5, type = MB_READ_INPUT_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_BASE, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, //6 new OPTable(){addr = D_BASE + 1, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_BASE + 2, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_BASE + 3, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_RANGE, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, //10 new OPTable(){addr = D_RANGE + 1, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_PWM, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, //12 new OPTable(){addr = D_PWM + 1, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_PWM + 2, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_PWM + 3, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new Int16()}, new OPTable(){addr = D_PID, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, //16 new OPTable(){addr = D_PID + 1, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_PID + 2, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_PID + 3, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_PID + 4, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, new OPTable(){addr = D_PID + 5, type = MB_READ_HOLD_REG, ob = new UInt16()}, }; public static UInt16 gDioX { get { return Convert.ToUInt16(MBDataTable[0].ob); } set { MBDataTable[0].ob = value; } } public static UInt16 gDioY { get { return Convert.ToUInt16(MBDataTable[1].ob); } set { MBDataTable[1].ob = value; } } public static UInt16 gDioZ { get { return Convert.ToUInt16(MBDataTable[2].ob); } set { MBDataTable[2].ob = value; } } public static UInt16 gDioD { get { return Convert.ToUInt16(MBDataTable[3].ob); } set { MBDataTable[3].ob = value; } } public static Int16 gDioXx { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[4].ob); } set { MBDataTable[4].ob = value; } } public static Int16 gDioXy { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[5].ob); } set { MBDataTable[5].ob = value; } } public static Int16 gBaseF1 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[6].ob); } set { MBDataTable[6].ob = value; } } public static Int16 gBaseF2 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[7].ob); } set { MBDataTable[7].ob = value; } } public static Int16 gBaseF3 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[8].ob); } set { MBDataTable[8].ob = value; } } public static Int16 gBaseF4 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[9].ob); } set { MBDataTable[9].ob = value; } } public static Int16 gRangeMax { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[10].ob); } set { MBDataTable[10].ob = value; } } public static Int16 gRangeMin { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[11].ob); } set { MBDataTable[11].ob = value; } } public static Int16 gPwmF1 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[12].ob); } set { MBDataTable[12].ob = value; } } public static Int16 gPwmF2 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[13].ob); } set { MBDataTable[13].ob = value; } } public static Int16 gPwmF3 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[14].ob); } set { MBDataTable[14].ob = value; } } public static Int16 gPwmF4 { get { return (Int16)Convert.ToInt32(MBDataTable[15].ob); } set { MBDataTable[15].ob = value; } } public static float gP { get { int tmp = (Convert.ToInt32(MBDataTable[16].ob) & 0xFFFF) | ((Convert.ToInt32(MBDataTable[17].ob) & 0xFFFF) << 16); byte[] arr = BitConverter.GetBytes(tmp); return BitConverter.ToSingle(arr, 0); } set { byte[] val = BitConverter.GetBytes(value); MBDataTable[16].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 0); MBDataTable[17].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 2); } } public static float gI { get { int tmp = (Convert.ToInt32(MBDataTable[18].ob) & 0xFFFF) | ((Convert.ToInt32(MBDataTable[19].ob) & 0xFFFF) << 16); byte[] arr = BitConverter.GetBytes(tmp); return BitConverter.ToSingle(arr, 0); } set { byte[] val = BitConverter.GetBytes(value); MBDataTable[18].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 0); MBDataTable[19].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 2); } } public static float gD { get { int tmp = (Convert.ToInt32(MBDataTable[20].ob) & 0xFFFF) | ((Convert.ToInt32(MBDataTable[21].ob) & 0xFFFF) << 16); byte[] arr = BitConverter.GetBytes(tmp); return BitConverter.ToSingle(arr, 0); } set { byte[] val = BitConverter.GetBytes(value); MBDataTable[20].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 0); MBDataTable[21].ob = BitConverter.ToUInt16(val, 2); } } public static UInt16 gNode = 100; public static UInt16 gBaud = 38400; /// <summary> /// 获取寄存器或线圈 分组后的成员各数 /// </summary> /// <param name="addr">首地址</param> /// <returns>成员各数</returns> private static int GetAddressValueLength(int addr) { int res = 0; switch (addr) { case D_DIO: res = 6; break; case D_BASE: res = 4; break; case D_RANGE: res = 2; break; case D_PWM: res = 4; break; case D_PID: res = 6; break; default: break; } return res; } /// <summary> /// 获取地址所对应的数据 /// </summary> /// <param name="addr">地址</param> /// <param name="type">类型</param> /// <returns>获取到的数据</returns> private static object GetAddressValue(int addr, byte type) { switch (type) //功能码类型判断 { case MB_READ_COILS: case MB_READ_DISCRETE: case MB_READ_HOLD_REG: case MB_READ_INPUT_REG: break; case MB_WRITE_SINGLE_COIL: case MB_WRITE_MULTIPLE_COILS: type = MB_READ_DISCRETE; break; case MB_WRITE_SINGLE_REG: case MB_WRITE_MULTIPLE_REGS: type = MB_READ_HOLD_REG; break; default: return null; } for (int i = 0; i < MBDataTable.Length; i++) { if (MBDataTable[i].addr == addr) { if (MBDataTable[i].type == type) { return MBDataTable[i].ob; } } } return null; } /// <summary> /// 设置地址所对应的数据 /// </summary> /// <param name="addr">地址</param> /// <param name="type">类型</param> /// <param name="data">数据</param> /// <returns>是否成功</returns> private static object SetAddressValue(int addr, byte type, object data) { for (int i = 0; i < MBDataTable.Length; i++) { if (MBDataTable[i].addr == addr) { if (MBDataTable[i].type == type) { MBDataTable[i].ob = data; return true; } } } return null; } /// <summary> /// 获取一连串数据 /// </summary> /// <param name="addr">首地址</param> /// <param name="type">功能码</param> /// <param name="len">长度</param> /// <returns>转换后的字节数组</returns> private static byte[] GetAddressValues(int addr, byte type, int len) { byte[] arr = null; object obj; byte temp; int temp2; switch (type) { case MB_WRITE_MULTIPLE_COILS: arr = new byte[(len % 8 == 0) ? (len / 8) : (len / 8 + 1)]; for (int i = 0; i < arr.Length; i++) { for (int j = 0; j < 8; j++) { //获取地址所对应的数据 并判断所读数据 是否被指定，有没被指定的数据 直接返回null obj = GetAddressValue(addr + i * 8 + j, MB_READ_COILS); if (obj == null) return null; else temp = Convert.ToByte(obj); arr[i] |= (byte)((temp == 0? 0 : 1) << j); } } break; case MB_WRITE_MULTIPLE_REGS: arr = new byte[len * 2]; for (int i = 0; i < len; i++) { obj = GetAddressValue(addr + i, MB_READ_HOLD_REG); if (obj == null) return null; else temp2 = Convert.ToInt32(obj); arr[i * 2] = (byte)(temp2 >> 8); arr[i * 2 + 1] = (byte)(temp2 & 0xFF); } break; default: break; } return arr; } #endregion #region 校验 private static readonly byte[] aucCRCHi = { 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41 |
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