Arduino MODBUS RTU 通讯延迟？

Question

使用 Arduino 编写 MODBUS RTU 代码时出现问题。

首先，通讯成功。 但是，通信是按照请求 -> 请求 -> 响应 -> 请求 -> 请求 -> 响应的顺序进行的。

请参阅下面的视频。 https://youtu.be/Z8tkmY7l-oo

我不知道我的代码有什么问题。

帮帮我..

我的代码是...

#include <Crc16.h>
Crc16 crc;

#define EN0 2

uint8_t n8ID = 1;
uint8_t FunctionCode = 3;

const int DIP_1 = 6;
const int DIP_2 = 7;
const int DIP_3 = 8;
const int DIP_4 = 9;

uint8_t MODBUS_Request[10];

uint8_t Data[12] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

void setup() 
{
  pinMode(EN0, OUTPUT);

  pinMode(DIP_1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DIP_2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DIP_3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DIP_4, INPUT_PULLUP);
  
  digitalWrite(EN0, LOW);
  
  Serial.begin(9600);

}

void loop() 
{
  digitalWrite(EN0, LOW);

  n8ID = 0;
  n8ID += (!digitalRead(DIP_1)) << 0;
  n8ID += (!digitalRead(DIP_2)) << 1;
  n8ID += (!digitalRead(DIP_3)) << 2;
  n8ID += (!digitalRead(DIP_4)) << 3;

  if (Serial.available())
  {
    uint8_t leng = Serial.readBytes(MODBUS_Request, 8);    
    
    if(MODBUS_Request[0] == n8ID && MODBUS_Request[1] == FunctionCode && MODBUS_Request[2] == 0 && MODBUS_Request[3] == 0)
    {
      uint8_t Request_dataBuff[6];

      for (int i = 0; i < 6; i++)
      {
        Request_dataBuff[i] = MODBUS_Request[i];
      }
      
      unsigned short RequestCRC = (unsigned short)(MODBUS_Request[7] << 8 | MODBUS_Request[6]);
      crc.clearCrc();

      for (uint8_t i = 0; i < 6; i++)
        crc.updateCrc(Request_dataBuff[i]);

      unsigned short CRC_Check = crc.getCrc();
      CRC_Check = crc.Modbus(Request_dataBuff, 0, 6);

      if(RequestCRC == CRC_Check)
      {
        uint8_t send_dataBuff[15] = {n8ID, FunctionCode, 12, Data[0], Data[1], Data[2], Data[3], Data[4], Data[5], Data[6], Data[7], Data[8], Data[9], Data[10], Data[11]};

        crc.clearCrc();
        
        for (uint8_t i = 0; i < 15; i++)
          crc.updateCrc(send_dataBuff[i]);

        unsigned short ResponseCRC = crc.getCrc();
        ResponseCRC = crc.Modbus(send_dataBuff, 0, 15);

        uint8_t Response_CRC_H = ResponseCRC >> 8;
        uint8_t Response_CRC_L = ResponseCRC & 0xFF;

        uint8_t MODBUS_Response[17] = {n8ID, FunctionCode, 12, Data[0], Data[1], Data[2], Data[3], Data[4], Data[5], Data[6], Data[7], Data[8], Data[9], Data[10], Data[11], Response_CRC_L, Response_CRC_H};
        
        digitalWrite(EN0, HIGH);
        
        for(int i = 0; i < 17; i++)
        {
          Serial.write(MODBUS_Response[i]);
          Serial.flush();
        }
        digitalWrite(EN0, LOW);
      }
    }
  }
}

Answer 1

您的代码增加了大部分延迟。一次写入一个字节的端口会带来巨大的开销。

也许你可以尝试更换这部分：

for(int i = 0; i < 17; i++)
    {
      Serial.write(MODBUS_Response[i]);
      Serial.flush();
    }

用更简单的东西：

Serial.write(MODBUS_Response,17);
Serial.flush();

一次性写入整个 Modbus 帧。

如果仅此更改不能解决您的问题，您可能需要就链接另一端的问题提供更多详细信息。

Answer 2

您不能连续发送两个请求。

如果您向两个从站发送两个请求并且它们都同时响应，会发生什么？

串行通信没有任何机制来避免冲突。

必须是按照严格顺序同步的master： 请求 -> 响应 -> 请求 -> 响应 ... 等等。

在收到前一个请求的响应之前，您不能发送新请求。

Answer 3

原因似乎找到了，但似乎不是根本的解决办法。

arduino 的默认 Timeout 值为 1000 ms，master 每 1000 ms 向 Slave 请求数据。

当接收缓冲区 8byte 来自下面的代码时，我想我会继续下一个代码，但我想我正在等待超时时间。 Serial.readBytes(MODBUS_Request, 8);

我使用Serial.setTimeout()函数作为减少超时时间的解决方案，但这似乎不是一个根本的解决方案。

即使您使用该功能，只要我设置它，代码就会停止。 我想用Serial.readBytesUntil()函数，但是最后收到的数据是CRC，所以无法预测最后的数据。

收到数据后，如何继续下一个代码？

Answer 4

首先

尝试在 TXEN 线变低之前添加一点延迟，

        digitalWrite(EN0, HIGH);
        
        for(int i = 0; i < 17; i++)
        {
          Serial.write(MODBUS_Response[i]);
          Serial.flush();
        }
        delay(1)  # <-- add a little delay to allow transmission finish 
        digitalWrite(EN0, LOW);

如果波特率真的很低，可能需要增加延迟。

第二

在您的代码接收到的实际请求字节之前可能会有一些“0”或随机/噪声值，因此您不能只在一批中读取 8 个字节并将其假定为实际请求。相反，您可能需要一一阅读并弄清楚请求的起始字节在哪里。

看下面的案例，

0 0 0 0 0 1 3 x x x x c c   ...   1 3 x x x x c c
^ first read  ^ ^ second read     ^ third read  ^  
| (discard)   | | (timeout)       | (success)   |