【文章內(nèi)容簡介】 us公共功能碼的定義。 功能數(shù)據(jù)類型作用對象定義功能碼碼子碼（16進制）數(shù)據(jù)訪問位訪問離散量輸入讀離散量輸入0202內(nèi)部位或物理線圈讀線圈0101寫單個線圈0505寫多個線圈150F16位訪問輸入寄存器讀輸入寄存器0404內(nèi)部存儲器或物理輸出寄存器讀多個寄存器0303寫單個寄存器0606寫多個寄存器1610讀/寫多個寄存器2317屏蔽寫寄存器2216讀FIFO隊列2418文件記錄訪問讀文件記錄20614寫文件記錄21615診斷讀異常狀態(tài)08診斷080018獲得公用事件計數(shù)器110B獲得公用事件記錄120C報告從站ID1711讀設(shè)備識別碼43142B封裝接口傳輸432B Modbus公共功能碼定義 MODBUS異常響應(yīng) 當(dāng)客戶機設(shè)備向服務(wù)器設(shè)備發(fā)送請求時，主站的詢問可能導(dǎo)致下列四種事件：（1） 服務(wù)器設(shè)備接收到無通信錯誤的請求，并且可以正常地處理詢問，那么服務(wù)器設(shè)備將返回一個正常的響應(yīng)。（2） 由于通訊錯誤，服務(wù)器沒有接收到請求，那么不能返回響應(yīng)。客戶機程序?qū)⒁曋疄槌瑫r。（3） 服務(wù)器接收到請求，但是檢測到一個通信錯誤（奇偶檢驗、LRC、CRC等），那么不能返回響應(yīng)。客戶機程序?qū)⒁曋疄槌瑫r。（4） 服務(wù)器接收到無通信錯誤的請求，但不能處理這個請求（例如，請求讀一個不存在的寄存器），服務(wù)器將返回一個異常響應(yīng)，通知客戶機錯誤的實際情況。異常響應(yīng)報文時通過功能碼域和數(shù)據(jù)域區(qū)別于正常響應(yīng)。對于功能碼域，正常響應(yīng)的服務(wù)器復(fù)制原始請求的功能碼，即所有功能碼的MSB都為0；異常響應(yīng)的服務(wù)器設(shè)置功能碼的MSB為1，即使得異常響應(yīng)中的功能碼值比正常響應(yīng)中的功能碼值高80H。對于數(shù)據(jù)域，正常響應(yīng)的服務(wù)器將返回請求中要求的信息；異常響應(yīng)的服務(wù)器返回異常碼?？蛻魴C通過響應(yīng)報文中功能碼的MSB識別異常響應(yīng)，并能夠檢測數(shù)據(jù)域中的異常碼。圖給出了Modbus異常碼及其含義。 代碼名稱含義01非法功能對于服務(wù)器來說，詢問中接收到的功能碼是不允許的操作02非法數(shù)據(jù)地址對于服務(wù)器來說，詢問中接收到的數(shù)據(jù)地址是不允許的地址：特別是，寄存器編號和傳輸長度的組合式無效的03非法數(shù)據(jù)值對于服務(wù)器來說，詢問數(shù)據(jù)中包含的是不允許的值，這個值指示了組合請求中剩余結(jié)構(gòu)方面的錯誤，例如:隱含長度是不正確的；04從站設(shè)備故障當(dāng)服務(wù)器正在試圖執(zhí)行請求操作時，產(chǎn)生不可恢復(fù)的差錯05確認服務(wù)器已經(jīng)接受請求，并且正在進行處理，但是需要較長的處理時間；返回這個響應(yīng)以防止在客戶機中產(chǎn)生超時錯誤06從屬設(shè)備忙服務(wù)器正在處理較長時間的程序命令；客戶機應(yīng)該稍后重新傳送報文08存儲器偶性錯誤與讀和寫文件記錄功能碼一起使用，服務(wù)器試圖讀文件記錄，但是在存儲器中發(fā)展一個奇偶性校驗錯誤0A不可用網(wǎng)關(guān)路徑與網(wǎng)關(guān)一起使用，指示網(wǎng)關(guān)不能為處理請求分配輸入端口至輸出端口的內(nèi)部通信路徑；通常意味著網(wǎng)關(guān)是錯誤配置的或過載的0B網(wǎng)關(guān)目標(biāo)設(shè)備響應(yīng)失敗與網(wǎng)關(guān)一起使用，指示沒有目標(biāo)設(shè)備中獲得響應(yīng)，通常意味著設(shè)備未在網(wǎng)絡(luò)中 Modbus異常碼及其含義本系統(tǒng)主要以ARM9嵌入式處理器為硬件平臺，嵌入式Linux為核心系統(tǒng)，主要在RS485串口實現(xiàn)Modbus協(xié)議。嵌入式是以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。它是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)、語音圖像數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)甚至傳感器等先進技術(shù)與具體應(yīng)用對象相結(jié)合后的更新?lián)Q代產(chǎn)品。其主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成。嵌入式計算機在應(yīng)用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機，反映當(dāng)代最新技術(shù)的先進水平。與通用型計算機系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)功耗低、可靠性高；功能強大、性價比高；實時性強，支持多任務(wù)；占用空間小，效率高；面向特定應(yīng)用，可根據(jù)需要靈活定制。這就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)和PC系統(tǒng)有顯著的不同，有著自己的特點，這些特點歸納起來主要有以下幾點：1)嵌入式系統(tǒng)體積小、功耗低、專用性強。與Pc系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)都是為不同的應(yīng)用而專門定做的，它可以把Pc機需要用很多的板卡完成的任務(wù)聚集在一張板卡甚至是一個芯片中，大大縮小了體積和功耗，而且具有很強的專用性．2)軟件一般固化在芯片上。一般Pc系統(tǒng)作為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的工具，但是開發(fā)結(jié)束后，嵌入式系統(tǒng)就是可以不依賴于Pc系統(tǒng)而獨立運行，所以它的軟件需要固化在處理器芯片或者存儲器芯片(如Flash)中。3)嵌入式系統(tǒng)市場分散。Pc系統(tǒng)王國被少數(shù)幾個公司所壟斷，如它的體系結(jié)構(gòu)絕大部分是Intel的X86體系結(jié)構(gòu)，而芯片生產(chǎn)商集中在Intel、AMD、Cyrix；它的操作系統(tǒng)則被Microsoft一家壟斷。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，卻充滿競爭、機遇與創(chuàng)新，沒有哪一家公司壟斷處理器和操作系統(tǒng)，呈現(xiàn)百家齊鳴、白花開放景象。例如：微軟的WinCE,開放源代碼的uc／OSII。Linux，VxWorks等。4)嵌入式系統(tǒng)軟硬件結(jié)合緊密。由于受到體積、功耗等因素的限制，嵌入式系統(tǒng)的存儲器和外設(shè)資源有限，在嵌入式系統(tǒng)軟硬件體系結(jié)構(gòu)內(nèi)部，各層次、模塊之間的耦合度比通用計算機強，這是嵌入式系統(tǒng)要求高效的結(jié)果。5)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要有專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。嵌入式操作系統(tǒng)就是支持嵌入式系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)，是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。它是一段嵌入在目標(biāo)代碼中的軟件，用戶的其他應(yīng)用程序都建立在操作系統(tǒng)之上，它在知識體系和技術(shù)本質(zhì)上與通用操作系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別，一般用于比較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)中。由于大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在實時環(huán)境中，因此嵌入式系統(tǒng)一般具有實時特點。實時操作系統(tǒng)又分為硬實時和軟實時，硬實時系統(tǒng)有一個剛性的、不可改變的時間限制，它不允許任何超出時間限制的情況出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，將產(chǎn)生系統(tǒng)崩潰的后果；軟實時系統(tǒng)可以容忍超時，它將以降低系統(tǒng)的性能為代價。典型的嵌入式操作系統(tǒng)有嵌入式Linux、uC／0S、Windows CE、VxWorks、Palm OS、QNX等。1)嵌入式Linux。Linux是操作系統(tǒng)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的，究其原因，主要是源代碼開放、可以從網(wǎng)上免費下載、有遍布世界的軟件人才在不斷維護和改進。Linux無疑是一種極好的選擇方案，這就促使各種嵌入式Linux版本不斷出現(xiàn)。2)uC／0S是一款典型的實時操作系統(tǒng)，現(xiàn)在發(fā)展到第二版uC／0SII，代碼公開、結(jié)構(gòu)清晰、可移植性好、可裁減、可固化。3)Windows cE Microsoft開發(fā)，是一款從整體上為有限資源的平臺設(shè)計的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，但是價格很高。4)VxWorks是WindRiver公司專門為實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的操作系統(tǒng)，具有極好的性能，是一款非常優(yōu)秀的實時系統(tǒng)，但是昂貴的價格往往使很多用戶望而卻步。5)Palm OS是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)，用于掌上電腦。6)QNX是一款實時操作系統(tǒng)，具有很好的伸縮性。在嵌入式開發(fā)過程中有宿主機和目標(biāo)機的角色之分：宿主機是執(zhí)行編譯、鏈接、定址過程的計算機；目標(biāo)機指運行嵌入式軟件的硬件平臺。首先須把應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換成可以在目標(biāo)機上運行的二進制代碼。這一過程包含三個步驟：編譯、鏈接、定址。編譯過程由交叉編譯器實現(xiàn)。所謂交叉編譯器就是運行在一個計算機平臺上并為另一個平臺產(chǎn)生代碼的編譯器。常用的交叉編譯器有GNU C／C++(gcc)。編譯過程產(chǎn)生的所有目標(biāo)文件被鏈接成一個目標(biāo)文件，稱為鏈接過程。定址過程會把物理存儲器地址指定給目標(biāo)文件的每個相對偏移處。該過程生成的文件就是可以在嵌入式平臺上執(zhí)行的二進制文件。嵌入式開發(fā)過程中另一個重要的步驟是調(diào)試目標(biāo)機上的應(yīng)用程序。嵌入式調(diào)試采用交叉調(diào)試器，一般采用宿主機目標(biāo)機的調(diào)試方式，它們之間由串行口線或以太網(wǎng)或BDM線相連。交叉調(diào)試有任務(wù)級、源碼級和匯編級的調(diào)試，調(diào)試時需將宿主機上的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核下載到目標(biāo)機的RAM中或直接燒錄到目標(biāo)機的FLASH中。目標(biāo)監(jiān)控器是調(diào)試器對目標(biāo)機上運行的應(yīng)用程序進行控制的代理(Debugger Agent)，事先被固化在目標(biāo)機的Flash、ROM中，在目標(biāo)機上電后自動啟動，并等待宿主機方調(diào)試器發(fā)來的命令，配合調(diào)試器完成應(yīng)用程序的下載、運行和基本的調(diào)試功能，將調(diào)試信息返回給宿主機。在工業(yè)控制領(lǐng)域有核心處理芯片品種多，技術(shù)都比較成熟，穩(wěn)定性好，給我們的選擇余地比較大。8位單片機以51內(nèi)核單片機為代表，16位單片機以TI MSP430為代表，32位單片機以ARMARM9內(nèi)核嵌入式處理器為代表。51內(nèi)核單片機是目前應(yīng)用最廣泛，工程師涉足人數(shù)最多的單片機，工業(yè)控制的產(chǎn)品大多數(shù)是基于51內(nèi)核單片機開發(fā)的，它的最大優(yōu)點是技術(shù)成熟，電磁兼容性好，價格便宜，開發(fā)成本低，開發(fā)的人數(shù)比較多。它的最大的缺點是寄存器位數(shù)少、可尋址空間范圍小，不利于做一些比較復(fù)雜的算法運算，或者一些外圍設(shè)備比較多的應(yīng)用；ARM7處理器采用3級流水線結(jié)構(gòu)，且主頻較低，目前已逐漸退出主流應(yīng)用場合。ARM9處理器，采用了更多的晶體管，能夠達到兩倍以上于ARM7處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實現(xiàn)的。最后選用了市場上比較流行的基于ARM9內(nèi)核的S3C2410微處理器，它是工業(yè)級芯片，具有非常豐富的片上功能。 S3C2410開發(fā)板系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖 本設(shè)計是基于S3C2410芯片實現(xiàn)的，S3C2410是SAMSUNG公司針對工業(yè)級和民用級等多種應(yīng)用場合設(shè)計的一款高性價比的16/32位RISC嵌入式微處理器其內(nèi)部除了包含ARM 公司設(shè)計的16/32位ARM920T RISC處理內(nèi)核外，S3C2410還包括眾多比較重要的功能模塊，片內(nèi)帶有MMU (Memory Manage Unit)內(nèi)存管理單元，故S3C2410支持Windows CE ，嵌入式Linux和EPOC32等多種嵌入式操作系統(tǒng)。它集成了大量的功能單元，包括：216。 ，外部I/O ，16KB數(shù)據(jù)Cache，16KB指令Cache， MMU。216。 內(nèi)置外部存儲器控制器（SDRAM控制和芯片選擇邏輯）。216。 LCD控制器，一個LCD專業(yè)DMA。216。 4個帶外部請求線的DMA。216。 3個通用異步串行端口（，16Byte Tx FIFO and 16Byte Rx FIFO），2通道SPI。216。 一個多主I2C總線，一個I2S總線控制器。216。 。216。 兩個USB HOST，一個USB DEVICE（）。216。 4個PWM定時器和一個內(nèi)部定時器。216。 看門狗定時器。216。 117個通用I/O。216。 56個中斷源。216。 24個外部中斷。216。 電源控制模式：標(biāo)準(zhǔn)、慢速、休眠、掉電。216。 8通道10位ADC和觸摸屏接口。216。 帶日歷功能的實時時鐘。216。 芯片內(nèi)置PLL。216。 設(shè)計用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng)。216。 16/32位RISC體系結(jié)構(gòu)，使用ARM920T CPU核的強大指令集。216。 帶MMU的先進的體系結(jié)構(gòu)支持WinCE、EPOC3Linux。216。 指令緩存（Cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩存和物理地址TAG RAM，減小了對主存儲器帶寬和性能的影響。216。 ARM920T CPU核支持ARM調(diào)試的體系結(jié)構(gòu)。 RS485模塊 串口基本類型介紹1)．RS232串行接口標(biāo)準(zhǔn) 目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232采取非平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。 由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為3～7kΩ。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。2). RS422與RS485串行接口標(biāo)準(zhǔn) ). 平衡傳輸 RS42RS485與RS232不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，通常情況下，發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在2～6V，是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地C，在RS485中還有一“使能”端，而在RS422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當(dāng)“使能”端起作用時，發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。 接收器也作與發(fā)送端相同的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對應(yīng)相連，當(dāng)在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在200mV至6V之間。）．RS422電氣規(guī)定 RS422標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。典型的RS422是四線接口。實際上還有一根信號地