原创 其实ST的HAL库与FreeModbus移植很配哦--FreeModbus从站设计（8）

FreeModbus从站设计（8）-用HAL库函数理清Modbus的数据收发流程

关键词：FreeModbus STM32F103 CubeMX HAL库

1.基本框图

如图1所示，HAL库的函数中，与Freemodbus协议栈相关的，主要是定时器和串口的操作部分。孔丙火（微信公众号：孔丙火）认为，可以这样简单描述：在协议栈完成初始化后，就将串口（RS485）设置为接收状态，等待主站的数据，当接收到主站的一个字节的数据后，开启定时器，在3.5个字符周期内如果接收到了第二个字节的数据，则将定时器清零重新开始计时，若果3.5个字符周期内没有接收到新的字节，则认为一帧数据接收完毕，开始处理数据，并相应地发送回复数据，回复数据也是逐个字节进行发送的。

图1

2.接口函数

2.1 vMBPortSerialEnable()

这个函数定义在portserial.c中，所有的调用均在mbrtu.c和mbascii.c中，由于这里我们只实现RTU，因此，只关注mbrtu.c中调用。在mbrtu.c中，共有5处调用此函数，分别在eMBRTUStop()、eMBRTUStop()、eMBRTUSend()、xMBRTUTransmitFSM()中，这个函数的作用，就是使能或禁止串口的接收或发送中断，状态的转换是根据协议栈的状态机来进行的，孔丙火（微信公众号：孔丙火）认为，看一看Modbus协议文本中的状态机图，有助于深入理解协议的运行。基于以上理解，vMBPortSerialEnable()函数的代码如下：

图2

HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&ucUsrUart2Rxbuf,1)，这个函数是HAL库函数，孔丙火（微信公众号：孔丙火）认为，可以这样理解，以中断方式通过串口2接收一个字节的数据，存在变量ucUsrUart2Rxbuf中，这里取得是ucUsrUart2Rxbuf的地址指针。

__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE)这个函数是禁止接收中断。在这个函数下面，写了这样一个语句：huart2.RxState = HAL_UART_STATE_READY;同样的，在发送部分有：huart2.gState = HAL_UART_STATE_READY;下面简单阐述一下作用。

最初开始弄FreeModbus移植的时候，在网上查阅了一些资料，有的是基于HAL库的，有的不是，有的是交叉使用，由于学习了一段时间的HAL库，感觉其还是比较易用的，孔丙火（微信公众号：孔丙火）就想着能不能完全用HAL库的函数来实现的FreeModbus移植，于是就有后来的实践。

加这样一个语句，是为了解决在实际调试过程中碰到的问题。刚开始调试的时候发现，单片机作为从站，只能接收一帧数据，第2帧以后的数据，不再有反应。由于是调用HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&ucUsrUart2Rxbuf,1);来使能接收非空中断，调用__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart2,UART_IT_RXNE);来禁用接收非空中断，那就要从HAL_UART_Receive_IT()这个函数开始说起，在以前的文章中，孔丙火（微信公众号：孔丙火）说过，这个函数本质上是一个配置函数，配置好接收缓冲区的指针和一次接收的字节数，把这个函数贴出来看一下：

图3

可以看出，这个函数的主要功能就是设置接收缓存的指针和字节数，然后使能接收非空中断，但在一开始有一个条件判断，huart->RxState，这其实是对串口接收状态的一个管理，当串口中断方式接收已经被配置过了、接收过程还没有完成的时候，是不能再次配置的，防止接收数据出错。

在这个函数中，配置完了以后，就将huart->RxState的状态置为了HAL_UART_STATE_BUSY_RX，这个状态是在串口中断处理函数中完成数据接收后，重新设为HAL_UART_STATE_READY。在本文的程序中，当从站接收数据完成后（定时器动作，表示一个完整的帧接收完成），协议栈需要将接收非空中断禁掉，但这之前串口仍处于接收状态（调用过HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&ucUsrUart2Rxbuf,1)），因此RxState的状态是HAL_UART_STATE_BUSY_RX，这样在下次转为接收时，无法HAL_UART_Receive_IT（）来进行配置，就是由于上面提到的图3红框中的条件判断。因此，在发现此问题后，加了这个语句，确保后续能正常接收，并且这样可以不用修改HAL库本身的函数。发送部分是同样的道理。

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