Modbus从机工作模式

一.示例说明
-1.1.示例软件开发环境
-1.2.示例使用的控制器
-1.3.示例功能说明
-1.4.示例前置条件
-1.5.示例文件下载
二.示例模型建模过程
三.示例模型的使用
四.示例小结
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# Modbus从机工作模式

## 一.示例说明<a name="示例说明"></a>

### 1.1.示例软件开发环境<a name="示例软件开发环境"></a>

MATLAB版本：MATLAB R2019a

VS版本：VS2015

S32DS版本：S32DS for S32 Platform 3.5

ECUCoder版本：ECUCoder for S32K344V1.6U

MeCa版本：MeCa2.0

关于以上软件开发环境，请参考本站《[电控开发环境搭建手册](./build.html)》。

### 1.2.示例使用的控制器<a name="示例使用的控制器"></a>

本示例使用的控制器型号为RapidECU-F23M，关于RapidECU-F23M控制器的具体信息，请参考本站《[F23M控制器硬件参考手册](./f23m.html)》。

控制器接线：因为本示例只需要使用最基本的控制器功能，因此控制器接线参考了《[F23M控制器硬件参考手册](./f23m.html)》中的硬件最小系统接线图，如下图所示。因为本示例未使用到控制器的任何功率驱动管脚，因此可以不接主继电器，控制器的90#、116#管脚可以悬空处理。控制器的25#管脚只在需要进入Bootloader修复模式时才短接到地，平时悬空即可。

控制器的标定CAN总线通过DB9连接器连接到ZLG USBCAN卡的CAN1接口，其中50#管脚为CAN低，69#管脚为CAN高，CAN低与CAN高不可接反，否则无法建立通信。标定CAN总线必须使用双绞线，双绞线靠近CAN卡处需要并联一个120欧姆左右的终端电阻以保证标定CAN通信稳定可靠。

F23M控制器的标定CAN内部已经并联了一个120欧姆左右的终端电阻，因此，在标定CAN总线正确连接之后，标定CAN总线的CAN低与CAN高之间的电阻值应为60~70欧姆，此电阻值需要使用万用表测量确认，如果电阻值不在此范围内，请检查并修复线束。

推荐使用带电压电流显示功能与限流保护功能的小型可调直流电源，电源电压可调节为12V或者24V左右，电流限制值可调节为1A左右，这样即使线路存在短路故障也不会产生很大冲击电流。如果使用的是车载电瓶或者大功率直流电源的话，上图中的15A保险是必须接的，否则一旦线路存在短路故障将导致线路烧毁甚至起火爆炸。

![](images/F23M_demo42_001.png)

按照以上接线（不接主继电器，90#、116#管脚悬空），当点火开关未闭合时，电源电流应小于1mA（大多数电源显示0）。当点火开关闭合时，12V电源的电流大约为90mA左右（70mA-110mA），24V电源的电流大约为45mA左右（35mA-55mA）。如果点火开关闭合时12V电源的电流小于50mA或者24V电源的电流小于30mA，表明控制器供电存在异常，控制器未正常启动。如果点火开关闭合时12V电源的电流大于200mA或者24V电源的电流大于100mA，表明电源线路存在异常，可能存在短路故障。不管电流过小或者过大，都应该立即切断电源，重新检修线束并使用万用表测量确认无短路故障之后再重新上电。

### 1.3.示例功能说明<a name="示例功能说明"></a>

本示例搭模型中包含两个软件计数器，分别是200ms软件计数器与1s软件计数器，200ms软件计数器每隔200ms加一，1s软件计数器每隔1s加一。

模型200ms任务中包含了ModbusTransmit模块和ModbusReceive模块，模型将F23M控制器的通道RS485CH1设置为从机工作模式，设备地址为1，使用RS485通道1等待主机发送请求帧，并向主机反馈响应帧。

### 1.4.示例前置条件<a name="示例前置条件"></a>

本示例要求用户提前搭建好基于模型设计的软件开发环境，请参考本站《[电控开发环境搭建手册](./build.html)》。

本示例操作实践要求有一台RapidECU-F23M控制器并且正确接线，请参考本文章节1.2《示例使用的控制器》。

本示例属于基础示例，要求用户具备Simulink/ECUCoder建模技能。如果用户还没有Simulink/ECUCoder的使用经验，建议从《[第一个可在控制器中运行的模型](./demo01.html)》开始顺序学习。

### 1.5.示例文件下载<a name="示例文件下载"></a>

用户可以参考本文自行建模而不需要下载示例文件，用户也可以下载示例文件以获取更多参考信息，示例文件下载地址：[示例文件](./download.html)。

## 二.示例模型建模过程<a name="示例模型建模过程"></a>

示例模型建模过程如下：

1. 新建一个文件夹，名称为DEMO43_ModbusSlave。

2. 切换MATLAB工作路径到上述新建文件夹的路径，新建一个名为DEMO43_ModbusSlave的Simulink模型。

3. 点击进入Simulink 的ECUCoder for S32K344模块库， 点击RapidECU_F23M子库， 选择RapidECUSetting模块，将RapidECUSetting模块拖入到新建的模型中。

4. 在模型中创建一个200ms的任务，任务中添加一个名为MyCounter_200ms的软件计数器。在模型中创建一个1s的任务，任务中添加一个名为MyCounter_1s的软件计数器。此步骤与《[第一个可在控制器中运行的模型](./demo01.html)》的建模步骤相同。为了管理模型的软件版本，在1s任务中添加一个Constant模块，将模块的值设置为25062516（年月日小时设置法）。此步骤与《[为模型添加测量变量与标定变量](./demo02.html)》的建模步骤相同。

5. 点击RapidECU_F23M模型库，点击RS485Communication子库，将ModbusReceive模块和ModbusTransmit模块拖入200ms任务中。

6. 若接收到主机的请求帧，CRC校验通过，接收到的报文为：[地址]0x01 [功能码]0x03 [地址]0x0001 [寄存器数量]0x0004。向主机反馈主水压、总功率、FCU运行状态等信息。

建模完成的200ms任务模型如下图所示：

![](images/F23M_demo43_001.png)

## 三.示例模型的使用<a name="示例模型的使用"></a>

示例模型使用过程如下：

1. 在配置好的软件开发环境中，切换MATLAB工作路径到DEMO43_ModbusSlave文件夹，打开模型DDEMO43_ModbusSlave

2. 点击“Build Model”按钮或者使用快捷键Ctrl+B编译模型。模型编译完成之后，生成DEMO43_ModbusSlave.s19文件与DDEMO43_ModbusSlavea2l文件，其中.s19文件用于刷写到控制器内部，.a2l文件用于测量标定。

3. 使用一台RapidECU-F23M控制器，控制器接线请参考本文章节1.2《示例使用的控制器》。利用MeCa-UDS Program软件将DEMO43_ModbusSlave.s19文件刷写到RapidECU-F23M控制器中。

4. 使用MeCa软件新建一个名为DEMO43_ModbusSlave的项目，导入数据库文件时使用DEMO43_ModbusSlave.a2l文件。项目面板中添加“多数字显示”控件，控件关联A2L文件中所有测量变量。

5. 控制器上电，等待主机请求帧，CRC校验通过，接收到的报文为：[设备地址]0x01 [功能码]0x03 [起始地址]0x0001 [寄存器数量]0x0004。向主机反馈主水压、总功率、FCU运行状态等。

DEMO43_ModbusSlave模型正在F23M控制器中运行的MeCa软件如下图所示：

![](images/F23M_demo43_002.png)

控制器接收到的主机请求帧为[地址]0x01 [功能码]0x03 [起始地址]0x0001 [寄存器数量]0x0004 [校验码] 0x15C9（上图中21对应0x15，201对应0xC9），模型运行符合设计预期模型运行符合设计预期。

## 四.示例小结<a name="示例小结"></a>

示例模型DEMO43_ModbusSlave演示了Modbus从机工作模式，通过学习本示例并操作实践，用户可以学习到：

1. 如何使用ModbusReceive模块接收Modbus报文。

2. 如何使用ModbusTransmit模块发送Modbus报文。

3. 如何建模实现Modbus从机工作模式：使用ModbusReceive模块定时（比如200ms）接收报文，只有在接收到主机报文时才使用ModbusTransmit模块发送从机报文。未接收到主机报文时从机不可主动发送从机报文。