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因为最近在做Modbus方面的东西，所以准备就这个话题边做边写。
1.写在之前
epoch1
作为一个非电子学专业的人，至少在两年前我是不知道有ModBus这种高层级的通讯协议的。2年前开始学习电子是从接触arduino开始的，探索中弄清了什么是UART，什么又是RS232，RS485.就在这种薄弱的认知下开始自己稍微复杂一点的arduino项目。多传感器数据的获取，然后通过433的模块进行无线传输。
其实仅仅是传输数据还并不困难，我最早的做法是将数据打包成如下的样子。
S:1:25.00:E:S:2:100:E
所有的数据均以S开头E结尾，并且使用：符号隔开。紧随S其后的是传感器编号，而后是传感器数据。这种数据的编码方式比较简单，同时接收方也比较容易解译这些数据。其实这已经有了ModBus或者说通信协议的思想了。（当时觉得自己简直太棒了）可是随后问题就来了，随着我的传感器数据越来越多，433模块单次就无法传输这么多的数据了。会被自动分包，这样就会造成头尾的数据在解译的时候丢失。除此之外传输效率问题也凸显了，因为是字符串传输数字浪费了大量的资源。至此我在传输数据这条路上的第一个时期结束了。总得来说这种方式学习项目凑活，稍微要求可靠性高一点就会出现严重的问题。
epoch2
有了第一个时期的工作经验，我开始探索更加Robust的数据传输方式。这一阶段我开始使用433模块进行双向的Arduino通讯。我开始认识到查询方式的存在。将无脑使劲传数据的方式改为要什么请求什么数据的方式。同时我可以通过指令远程控制另一台机器进行特定操作。我将传输的数据均打包成如下的样子
S:1:255:E
所有的数据均只有简短的一串。还是S开头E结尾。中间分为两部分。不同的是我将中间的第一部分设置为功能码，这些功能码我预先写在程序里。比方说1就是读传感器1的数据，2就是读传感器2的数据，3是打开或关闭继电器1的功能。诸如此类。由于传输的数据少不会出现头尾丢失。同时我的数据获取采用查询方式，所以不会漏数据。此外通信是双向的，可以达到获取和控制两种功能。这种方式我使用了很久。但我仍然意识到数据传输的低效性。但总得来说it works well for a long time.
epoch3
第二阶段基本上在我接触arduino后的半年就结束了。加上很多东西我都做好了，因此很长一段时间我没有再设计什么新的东西。之前我买传感器多买5v或者20ma模拟量输出的传感器，然后自己在用ADC读出来。直到我买了一个含有ModBus协议的传感器，我瞬间明白没文化真可怕。我自己想的协议是多么的幼稚，这种无脑协议70年代前工程师们就使用并抛弃了。并诞生了ModBUS这种robust的工业协议。有查询有响应，由数据有效判断的CRC，由数据传输开始与结束的3.5帧间隔，有充分抽象的功能表。总之robust and extensible.
当然好的东西是有代价的，那就是使用的门槛高了，确切的说是编写单片机程序的复杂度增加了。Arduino上有方便使用的modbus包，可以参看我的其他博文。虽然Arduino已经可以搞定一大堆的工程需求了。但是对于复杂的项目来说还是得上M3，M4内核，AVR似乎还是适用于小项目。
2.代码编写的基本思路
（本人并非专业，只是业余研究，因此思路仅供参考。能不能用到实际工程还需要我验证后继续谈论。）
首先解决主机的代码
1.数据准备的函数
2.使用IT方式发送数据
3.等待从机响应
4.使用DMA方式读取数据，每次1帧，同时将读到的1帧存放在缓存数组中，缓存数组指针后移1位
5.每读完1帧数据就激活一次定时器，定时时间为3.5帧长
6.3.5帧时长超时激活中断
7.中断中将缓存数组转存到modbus接收数组中，同时缓存数组清零
3.CubeMx配置基本代码
使用Stm32F407VET6 单片机进行开发。
1）配置时钟
2）开启uart1的DMA_RX模式，并且为循环接收，设置优先级为6
3）开启TIM9，设置预分频为16799，开启NVIC，设置优先级为5，高于uart的DMA_RX优先级即可
4）开启FreeRTOS
4.KeilV5代码编写关键点
执行HAL_UART_Receive_DMA(huart1, buf, 1)后，系统每接收到一个数据就会进入一次HAL_RXCpltCallBack()函数。这个回调函数是需要自己编写的。既将buf中的数据转存到rec_buff中，并且指针加1.然后重置TIM9定时器，并激活TIM9定时器。正常接收的时候由于接收间隔小于3.5帧，TIM9会还没来得及中断就被重置。
当接收完成后TIM9会引发中断，同时进入中断回调函数。在定时器中断回调函数中我们暂停定时器，同时将rec_buff中的数据再转存到modbus_rec_buff中，并重置rec_buff数组。如果不转存，那么在后续解译接收到的数据的时候可能会接收到新的数据，使得数据无效化。
具体的代码在下期贴上。