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M221系列的通信协议与接口

在工业自动化和控制应用中，通信协议与接口是实现设备之间数据交换和协同工作的关键。SchneiderElectricM221系列单片机支持多种通信协议和接口，包括但不限于MODBUS、CAN、EtherNet/IP等。本节将详细介绍这些通信协议和接口的原理和使用方法，帮助您更好地理解和应用M221系列单片机的通信功能。

MODBUS通信协议

原理

MODBUS是一种广泛使用的工业通信协议，最初由Modicon公司在1979年开发，用于在PLC之间进行通信。MODBUS协议支持两种传输模式：RTU（RemoteTerminalUnit）和ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。M221系列单片机主要支持MODBUSRTU模式，该模式在串行通信中使用二进制编码，具有较高的传输效率和可靠性。

MODBUSRTU协议的基本帧结构如下：

[设备地址][功能码][数据][校验码]

设备地址：1字节，表示目标设备的地址。

功能码：1字节，表示要执行的操作。

数据：可变长度，包含具体的请求或响应数据。

校验码：2字节，用于确保数据的完整性。

示例代码

以下是一个使用M221系列单片机通过MODBUSRTU协议读取从设备寄存器的示例代码。假设我们使用的是STM32单片机，并且通过USART1进行通信。

#includestm32f1xx_hal.h

#includemodbus_rtu.h

//串口初始化

voidMX_USART1_UART_Init(void)

{

huart1.Instance=USART1;

huart1.Init.BaudRate=9600;

huart1.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;

huart1.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;

huart1.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;

huart1.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;

huart1.Init.HwFlowControl=UART_HWCONTROL_NONE;

huart1.Init.OverSampling=UART_OVERSAMPLING_16;

if(HAL_UART_Init(huart1)!=HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

}

//MODBUSRTU请求函数

voidModbusRTU_Request(uint8_tslave_id,uint8_tfunction_code,uint16_tstart_address,uint16_tquantity)

{

uint8_trequest[8];

uint16_tcrc;

//构建请求帧

request[0]=slave_id;//设备地址

request[1]=function_code;//功能码

request[2]=start_address8;//寄存器起始地址高字节

request[3]=start_address0xFF;//寄存器起始地址低字节

request[4]=quantity8;//寄存器数量高字节

request[5]=quantity0xFF;//寄存器数量低字节

//计算CRC

crc=MODBUS_RtuGenerateCRC(request,6);

request[6]=crc0xFF;//CRC低字节

request[7]=(crc8)0xFF;//CRC高字节

//发送请求帧

HAL_UART_Transmit(huart1,request,8,HAL_MAX_DELAY);

//等待响应

HAL_Delay(100);

//处理响应

uint8_tresponse[256];

uint16_tresponse_leng