一種嵌入式現場總線通信網關的設計與實現
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3．3 MODBUS主站、從站的收發程序設計
網關作為MODBUS從站時的主要工作是初始化串口，初始化定時器，配置嵌套向量中斷控制器(NVIC)，分別對串口接收數據中斷和定時器中斷設置響應優先級和搶占優先級。從數據緩沖區A中獲得數據，對獲得的數據生成CRC校驗碼，組成MODBUS幀從串口按照時序發送這一幀數據。
串口初始化如下：
MODBUS協議規定了2種傳輸模式：ASCII模式和RTU模式。本文設計的網關使用RTU模式傳輸，在此模式下報文中每個8位字節含有2個4位16進制字符它的優點是較高的數據密度，在相同的波特率下比ASCII模式有更高的吞吐率。命令幀由地址碼、功能碼、數據語和CRC校驗碼構成。在RTU模式下，幀與幀之間必須由時長至少為3．5個字符時間的空閑間隔區分。整個幀必須以連續的字符流發送，如果兩個字符之間的空閑間隔大于1．5個字符時間，則該幀被認為不完整的幀而被丟棄，接收設備假定下一字節是一個新消息的地址域。
MODBUS主站程序需要使用3個定時器，其中TIM2用于控制發送的3．5個字符的幀間隔。TIM3用于控制接收MODBUS從站的回應幀的3．5個字符的幀間隔。TIM4用于接收時確保字符間的間隔小于1．5個字符時間。初始化TIM2與TIM3，定時時間為定時3．645 8 ms(波特率為9 600 b／s時的3．5字符時間)：
網關作MODBUS主站的工作流程如圖7所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/148017.htm
網關工作在MODBUS主站模式時對從站響應幀的接收使用中斷處理的方式。在第一個字節傳輸結束后啟動TIM4定時器，定時時間為1．5個字符時間，在后續的字節傳輸結束時清零計數器，保證一個幀中的字符間隔不超過1．5個字符時間。接收完成后啟動定時器TIM3，定時3．5個字符時間，在此時間內的接收的任何數據都將丟棄。
網關作為MODBUS從站時對化串口和定時器的初始化與MODBUS主站相同，將數據組成CAN的幀，發送該幀，并向MODBUS主站發送響應幀。網關作為MODBUS從站的工作流程如圖8所示。
3．4 主程序
主程序中初始化FSMC，初始化LCD，初始化觸摸屏，校正觸摸屏，顯示工作模式選擇界面、參數配置界面及當前工作模式界面。根據選擇進入相應工作模式。
4 測試結果
在PC機上使用串口助手和USB-CAN軟件模擬CANBUS與MODBUS的收發。MODBUS到CANBUS的通信模擬：由PC機向網關發送一幀數據00 01 02 03 0405 06 07，網關設置幀ID為0x321并發出數據，通過CANUSB軟件接收該數據為00 01 02 03 04 05 06 07。如圖9所示。CANBUS到MODBUS的通信模擬：使用CAN-USB軟件發送一幀0f 14 0f 05 00 01 02 03，網關解析其中數據00 01 02 03，并作為MODBUS主站發送數據，將數據輸出到串口助手為00 01 02 03。如圖10所示。
5 結語
本文設計實現了一種在CANBUS和MODBUS間進行透明的數據傳輸的嵌入式現場總線通信網關，軟硬件設計簡單，通信參數可現場配置，能夠很好地實現CANBUS與MODBUS間的通信。該網關解決了異類現場總線間通信的問題，使系統的兼容性、互聯性、可擴充性都得到了極大的提高，具有良好的應用前景。
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