SylixOS Modbus 开发

更新时间：
2024-04-26

SylixOS Modbus 开发

本节将通过 Modbus TCP 对从站 0 - 16 位线圈状态（Coil Status）进行读写，0 - 16 位输入寄存器 (Input Status) 进行读取，实现快速体验中的 Modbus 控制效果。

环境准备

设备列表

序号设备名称数量备注
1IGC1503 控制器1必选
2Modbus TCP 远程 IO 模块1可选
3交换机1可选

软件列表

序号软件名称数量备注
1RealEvo-IDE1必选
2Modbus 从站仿真软件1必选
3PuTTY 终端工具1必选

下载列表

与 Modbus 从站仿真软件数据交互

使用 Modbus TCP 协议实现“功能 1 为线圈状态”和“功能 2 为输入状态”的数据交互，具体操作如下。

说明：

本小节对于 Modbus 从站仿真软件的配置效果与“极速体验”章节提供的 Modbus Slave 工作空间完全一致，用户可直接按照“快速体验 > SylixOS 数据采集 > 部署应用”中 步骤 4 操作。

前提条件

  1. 根据“快速体验 > SylixOS 数据采集 > 环境准备”中 步骤 1 操作，将硬件设备进行连接。

  2. 根据“快速体验 > SylixOS 数据采集 > 部署应用”中 步骤 1 操作，设置本机 IP 与 IGC1503 处于同一网段。

步骤 1：连接从站仿真软件

  1. 单击 Connection > Connect…，会弹出设置窗口 Connection Setup。

  2. 在 Connection Setup 窗口中选择 Modbus TCP/IP，勾选 Any Address 和 Ignore Unit ID，使得 Modbus Client 可以响应任意 Modbus Server 的请求。

步骤 2：配置线圈通道

  1. 单击 Mbslave1 窗口，选择菜单栏 Setup > Slave Definition。

  2. 在 Slave Definition 窗口中配置 Slave ID 为 1，Function 为 01 Coil Status (0x)，寄存器值 16，单击 OK 完成配置。

步骤 3：配置状态寄存器通道

  1. 单击菜单栏 File > New 新建 Mbslave2 通道，

  2. 单击 Mbslave2 窗口，选择菜单栏 Setup > Slave Definition。

  3. 在 Slave Definition 窗口中配置 Slave ID 为 1，Function 为 02 Input Status (1x)，寄存器值 16，单击 OK 完成配置。

  4. 双击第二列任意单元格，勾选 Auto change，单击 OK 即可实现对应状态寄存器通道自动跳变的功能。

步骤 4：创建 Base 工程

  1. 打开 RealEvo-IDE，单击 Browse... 选择一个新文件夹作为工作空间，单击 Launch 进入开发界面。

  2. 在主菜单中选择 File > New > SylixOS Base 新建 Base。

  3. 在 Project name 中自定义 Base 工程名，单击 Next 进入下一步。

  4. 在 SylixOS version 下拉菜单中选择 default，并在列表中选择 SylixOS Standard Base 后，单击 Next。

  5. 如图所示选择 Toolchain、Debug Level、CPU Type、FPU Type，并单击 Next。

    说明：

    IGC1500，IGC1503 的 CPU Type 均为 cortex-a7。

  6. 在 SylixOS 组件配置界面，如下图进行默认选择，并单击 Finish 完成 Base 新建工作。

  7. 编译 Base 工程。右键 base_a7 工程 > Build Project。

步骤 5：创建 App 工程

  1. 新建 App 工程。在主菜单中选择 File > New > SylixOS App。

  2. 输入工程名，单击 Next。

  3. 单击 Workspace 选择上步骤创建的 SylixOS Base 工程 base_a7，并单击 Finish 完成创建。

  4. 在工程栏中 app_modbus > src，打开 app_modbus.c 文件编辑代码，示例代码如下。

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
#include "modbus.h"

/*********************************************************************************************************
Config slave ip & port
*********************************************************************************************************/
#define MODBUS_TCP_SLAVE_IP     "192.168.1.8"
#define MODBUS_TCP_SLAVE_PORT   (502)
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: main
** 功能描述: 主函数
** 输  入  : argc      参数个数
**           argv      参数指针数组
** 输  出  : 0 or -1
*********************************************************************************************************/
int main (int  argc, char  **argv)
{
   modbus_t           *mbtCtx;
   unsigned int        uiPos        = 0;
   uint8_t             ucInput[16]  = {0};
   uint8_t             ucOutput[16] = {0};
   char                cBuf[512]    = {0};
   char                cTempBuf[64] = {0};
   int                 i            = 0;
   int                 iOutputSize  = sizeof(ucOutput) / sizeof(ucOutput[0]);
   int                 iInputSize   = sizeof(ucInput) / sizeof(ucInput[0]);
   int                 iTempBufSize = sizeof(cTempBuf);

   /* 
    *  New modbus master. 
    *  argv[1] modbus device ip, argv[2] modbus device port
    */
   if (argc > 2) {
      mbtCtx = modbus_new_tcp(argv[1], atoi(argv[2]));
      
   } else {
      mbtCtx = modbus_new_tcp(MODBUS_TCP_SLAVE_IP, MODBUS_TCP_SLAVE_PORT);
   }

   if (NULL == mbtCtx) {
      fprintf(stderr, "Create modbus failed!\n");

      return  (-1);
   }

   /* 
    *  Connect slave.
    */
   if (modbus_connect(mbtCtx) == -1) {
      fprintf(stderr, "Connection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));
      modbus_free(mbtCtx);
      mbtCtx = NULL;

      return  (-1);
   }

   while (1) {
      sleep(1);

      for (i = 0; i < iOutputSize; i++) {
            ucOutput[i] = (i == uiPos) ? 1 : 0;
      }

      uiPos++;

      if (uiPos >= iOutputSize) {
            uiPos = 0;
      }

      /* 
       *  Write Coil Status. 
       */
      modbus_write_bits(mbtCtx, 0, iOutputSize, ucOutput);

      /* 
       *  Read Coil Status. 
       */
      memset(ucOutput, 0, iOutputSize);
      modbus_read_bits(mbtCtx, 0, iOutputSize, ucOutput);

      /* 
       *  Read Input Registers. 
       */
      memset(ucInput, 0, iInputSize);
      modbus_read_input_bits(mbtCtx, 0, iInputSize, ucInput);

      /* 
       *  Print results. 
       */
      sprintf(cBuf, "input(DI0~DI%d):       ", iInputSize);

      for (i = 0; i < iInputSize; i++) {
            memset(cTempBuf, 0, iTempBufSize);
            sprintf(cTempBuf, " %d", ucInput[i]);
            strcat(cBuf, cTempBuf);
      }

      strcat(cBuf, "\r\n");
      memset(cTempBuf, 0, iTempBufSize);
      sprintf(cTempBuf, "output(DO0~DO%d):      ", iOutputSize);
      strcat(cBuf, cTempBuf);

      for (i = 0; i < iOutputSize; i++) {
            memset(cTempBuf, 0, iTempBufSize);
            sprintf(cTempBuf, " %d", ucOutput[i]);
            strcat(cBuf, cTempBuf);
      }

      printf("%s\r\n", cBuf);
   }

   /* 
    *  Close the connection.
    */
   if (mbtCtx != NULL) {
      modbus_close(mbtCtx);
      modbus_free(mbtCtx);
      mbtCtx = NULL;
   }

   return  (0);
}

  5. 在工程中加入 Modbus 相关的依赖头文件和库文件，整体工程结构如下所示。

    说明：

  6. 设置依赖文件。右键 app_modbus 工程 > Properties 打开设置界面。

  7. 在窗口进入 SylixOS Project > Compiler Setting > Include Path > Current Project 界面，设置依赖头文件。

  8. 在窗口中选择头文件所存放的 inc 文件夹，单击 OK 完成头文件路径的选择。

  9. 在窗口进入 SylixOS Project > Linker Setting > Linker Setting > Current Project 界面，设置依赖库文件并添加库路径。

  10. 在窗口中选择依赖的库文件 libmodbus.so，单击 OK 完成库文件的选择。

  11. 在弹框中选择是，工程会自动添加依赖库文件的路径。

  12. 保存所有工程配置。单击 Apply 使配置生效。最后，单击 OK 完成配置。

  13. 编译 App 工程。右键 app_modbus 工程 > Build Project。

步骤 6：部署 App

  1. 设置部署的设备及应用。右键 app_modbus 工程 > Properties 打开设置界面。

  2. 在窗口进入 SylixOS Project > Device Setting > New Device 界面，添加部署的目标设备。

  3. 添加 IGC1503 的 IP：192.168.1.253，单击 Finish 完成设置。

  4. 在窗口进入 SylixOS Project > Device Setting > Add 界面，添加库文件的部署。

  5. 单击 Workspace 选择 app_modbus > lib > libmodbus.so 库文件，并输入 Remote path，单击 OK 完成库文件的部署信息。

  6. 配置完成后，信息如下图所示。单击 Apply 使配置生效，再单击 OK 完成配置。

  7. 右键 app_modbus 工程，选择 SylixOS > Upload 将工程上传部署。

步骤 7：登录 IGC 控制器

根据“快速体验 > SylixOS 数据采集 > 部署应用”中 步骤 3 操作，登录 IGC 控制器。

步骤 8：查看运行效果

input 显示为 Mbslave2 窗口的输入状态，即 Mbslave2 的通道值改变，input 的打印信息也会打印相同的值，实现 Client 主动读取 Server 输入通道值功能。

Mbslave1 窗口显示为 output 的输出状态，即 output 打印出的值，将会在 Mbslave1 窗口中同步显示。output 值的变动实现 Client 控制 Server 流水灯功能，“1”为亮灯，“0”为灭灯，模拟了流水灯亮灭的操作。

  1. IGC1503 运行获取寄存器状态打印如下所示。

    [root@sylixos:/apps/app_modbus]# ./app_modbus
input(DI0~DI16):        0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
output(DO0~DO16):       1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

input(DI0~DI16):        0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
output(DO0~DO16):       0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

input(DI0~DI16):        0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
output(DO0~DO16):       0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

  2. Modbus 从站仿真软件状态如下所示。

与 Modbus TCP 远程 IO 数据交互

  1. 代码程序可从 步骤 4 开始参考操作。

  2. 运行效果与“快速体验 > SylixOS 数据采集 > 运行效果”中 Modbus 远程 IO 一致。

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