libmodbus使用说明

一、简介

libmodbus 是一个用于通过 Modbus 通信协议实现数据交换的 C 语言库。Modbus 通信协议是基于主从式结构的通信协议，用于在工业自动化领域的数据交换。libmodbus 在使用时有许多优点，比如简单易用、可移植性强、支持TCP/RTU等多种通信方式等。

二、安装与配置

libmodbus 在不同的操作系统中的安装过程可能会有所不同，但大致的步骤是相似的。本文将以 Ubuntu 20.04 操作系统为例介绍安装过程。

首先需要安装 libmodbus 库：

sudo apt-get install libmodbus-dev

安装完成后，即可在程序中引入此库进行编程。需要在程序中添加以下头文件：

#include <modbus.h>

配置的部分内容包括串口号、波特率、数据位等等，这部分内容在启动 Modbus 设备后需要配置。

三、使用步骤

1. 初始化 modbus_t 结构体

使用 libmodbus 编程时，首先需要初始化 modbus_t 结构体，该结构体是与你要通信的 Modbus 设备相关联的数据结构，该结构体包含了与通信相关的参数信息。你需要首先初始化这个结构体并将其指针传递到之后的函数中。

// 创建一个指向 modbus_t 结构体的指针
modbus_t *mb;

// 初始化 modbus_t 结构体
mb = modbus_new_rtu(dev, baudrate, parity, data_bit, stop_bit);

// 检查初始化是否成功
if (!mb) {
    fprintf(stderr, "Unable to create modbus context\n");
    return -1;
}

2. 连接 Modbus 设备

使用 modbus_connect 函数来连接 Modbus 设备：

// 连接 Modbus 设备
if (modbus_connect(mb) == -1) {
    fprintf(stderr, "Connection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));
    modbus_free(mb);
    return -1;
}

3. 进行数据读写操作

libmodbus 提供多个读/写操作的 API，你可以使用这些函数对 Modbus 设备进行数据交换。以读取一个 Int32 类型的寄存器为例：

int rc = modbus_read_registers(mb, reg_addr, reg_num, data);

if (rc == -1) {
    fprintf(stderr, "%s\n", modbus_strerror(errno));
    modbus_free(ctx);
    return -1;
}

其中，modbus_read_registers 函数接收四个参数：

1. modbus_t 结构体指针
2. 寄存器地址
3. 寄存器数量
4. 存放读取数据的缓冲区指针

4. 断开连接并释放资源

最后需要断开连接并释放所有资源，包括底层网络连接和 modbus_t 结构体：

modbus_close(mb);
modbus_free(mb);

四、示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <modbus.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 初始化 modbus_t 结构体
    modbus_t *mb;
    mb = modbus_new_rtu("/dev/ttyS0", 115200, 'N', 8, 1);

    if (!mb) {
        fprintf(stderr, "Failed to create the modbus context\n");
        return -1;
    }

    // 连接 Modbus 设备
    if (modbus_connect(mb) == -1) {
        fprintf(stderr, "Failed to connect: %s\n", modbus_strerror(errno));
        modbus_free(mb);
        return -1;
    }

    // 读取寄存器数据
    uint16_t data[16] = {0};
    int rc = modbus_read_registers(mb, 0, 16, data);

    if (rc == -1) {
        fprintf(stderr, "%s\n", modbus_strerror(errno));
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        printf("register %d: %d\n", i, data[i]);
    }

    // 断开连接并释放资源
    modbus_close(mb);
    modbus_free(mb);

    return 0;
}