摘要Modbus作为一种主从通信协议，其特点为经济适用，能够普遍地适用于当代工业现场的微型计算机设施之中。这个协议拥有简易开放、适用性高、便捷实用的优点，易于开发和实现。它是一个十分经典的通讯协议，有着非常精练的数据帧格式。86168

由于各种现场总线标准不同，总线互不兼容，不同总线协议的产品之间无法实现高速的实时数据传输，信息网络由于存在总线协议上的鸿沟，导致了所谓的“自动化孤岛”。很多设施使用的自由协议不能和建立在Modbus系统上的设备进行数据通讯。本课题设计一种工业控制嵌入式协议转换器，用来实现自由协议与Modbus RTU和Modbus TCP协议之间的相互转换。

     本课题在硬件上使用STM32的串口通讯模块和以太网模块来进行数据的传输，在软件上设计自由协议子程序、协议转换子程序、发送中断子程序、接收中断子程序等，最终实现自由协议与Modbus RTU和Modbus TCP协议之间的相互转换，从而将Modbus网与以太网连接起来，提升设备利用率，减少成本投入，并且简化布线。

毕业论文关键词： Modbus；通信协议；协议转换器；串行通信

Abstract As a kind of master slave communication protocol, Modbus is characterized by its economic application and can be widely applied to the micro-computer facilities in the contemporary industrial field。 This agreement is simple, convenient and practical, and it is easy to develop and realize。 It is a very classic communication protocol。 It has a very concise data frame format。

Because all kinds of fieldbus are different, they are not compatible with each other。 These fieldbus protocols products cannot realize high-speed real-time data transmission。 Because of the difference of the fieldbus, the information network has produced “Islands of Automation"。 Many facilities use the free protocol。They can exchange data with the device based on Modbus。 This paper designs a kind of  embedded protocol converter for industrial control, which is used to realize the mutual transformation between free protocol and Modbus RTU or Modbus TCP。

    This paper uses STM32 serial communication module and Ethernet module for data transmission in hardware。 In the software,it designs a free protocol subroutine, a protocol conversion subroutine, a send interrupt subroutine ,a receive interrupt program and so on。 Finally,it realizes the mutual conversion between free protocol and Modbus RTU or Modbus TCP。 Modbus network and Ethernet can be connected with each other,increasing equipment utilization rate, reducing the cost of inputs and simplifing wiring。

Keywords:Modbus; communication protocol; protocol converter; erial communication

目 录

第一章 绪论 1

1。1 研究背景 1

1。2 设计目标要求 3

第二章 modbus协议和stm32嵌入式系统简介 4

2。1 Modbus RTU协议简介 4

2。2 Modbus TCP协议简介 7

2。3嵌入式系统 10

2。4 STM32系列处理器 12

2。5 STM32开发环境 13

第三章 嵌入式协议转换器硬件系统设计 14

3。1 STM32F103的硬件电路连接 14

3。2 串口通行模块 14

3。3 以太网模块 17

3。4 系统硬件结构