FreeModbus协议栈作为从机，等待主机传送的数据，当从机接收到一帧完整的报文后，对报文进行解析，然后响应主机，发送报文给主机，实现主机和从机之间的通信。
1、初始化协议栈---eMBInit函数（mb.c中），以RTU为例
eMBErrorCode eMBInit( eMBMode eMode, UCHAR ucSlaveAddress, UCHAR ucPort, ULONG ulBaudRate, eMBParity eParity )
{
/*函数功能：
*1:实现RTU模式和ASCALL模式的协议栈初始化;
*2:完成协议栈核心函数指针的赋值，包括Modbus协议栈的使能和禁止、报文的接收和响应、3.5T定时器中断回调函数、串口发送和接收中断回调函数;
*3:eMBRTUInit完成RTU模式下串口和3.5T定时器的初始化，需用户自己移植;
*4:设置Modbus协议栈的模式eMBCurrentMode为MB_RTU，设置Modbus协议栈状态eMBState为STATE_DISABLED;
*/
eMBErrorCode eStatus MB_ENOERR;
*/
( ucSlaveAddress < MB_ADDRESS_MIN ) || ( ucSlaveAddress > MB_ADDRESS_MAX ) ) 验证从机地址
{
eStatus = MB_EINVAL; 地址错误
}
{
ucMBAddress = ucSlaveAddress;
( eMode )
{
#if MB_RTU_ENABLED > 0
MB_RTU:
pvMBFrameStartCur = eMBRTUStart;
pvMBFrameStopCur = eMBRTUStop;
peMBFrameSendCur = eMBRTUSend;
peMBFrameReceiveCur = eMBRTUReceive;
pvMBFrameCloseCur = MB_PORT_HAS_CLOSE ? vMBPortClose : NULL;
pxMBFrameCBByteReceived = xMBRTUReceiveFSM; 接收状态机，串口接受中断最终调用此函数接收数据
pxMBFrameCBTransmitterEmpty = xMBRTUTransmitFSM; 发送状态机，串口发送中断最终调用此函数发送数据
pxMBPortCBTimerExpired = xMBRTUTimerT35Expired; 报文到达间隔检查，定时器中断函数最终调用次函数完成定时器中断
eStatus = eMBRTUInit( ucMBAddress, ucPort, ulBaudRate, eParity );
;
#endif
#if MB_ASCII_ENABLED > 0
MB_ASCII:
pvMBFrameStartCur = eMBASCIIStart;
pvMBFrameStopCur = eMBASCIIStop;
peMBFrameSendCur = eMBASCIISend;
peMBFrameReceiveCur = eMBASCIIReceive;
pvMBFrameCloseCur = MB_PORT_HAS_CLOSE ? vMBPortClose : NULL;
pxMBFrameCBByteReceived = xMBASCIIReceiveFSM;
pxMBFrameCBTransmitterEmpty = xMBASCIITransmitFSM;
pxMBPortCBTimerExpired = xMBASCIITimerT1SExpired;
eStatus = eMBASCIIInit( ucMBAddress, ucPort, ulBaudRate, eParity );
;
#endif
:
eStatus = MB_EINVAL;
}
MB_ENOERR )
{
xMBPortEventInit( ) )
{
eStatus = MB_EPORTERR;
}
{设定当前状态
eMBCurrentMode = eMode; 设定RTU模式
eMBState = STATE_DISABLED; modbus协议栈初始化状态,在此初始化为禁止
}
}
}
eStatus;
}
此编程模式可以借鉴学习！！！
eMBInit函数对底层驱动（串口和定时器）进行初始化。初始化完成并且成功之后对事件也进行了初始化，完成后全局变量eMBState=STATE_DISABLED。
2、启动协议栈----eMBEnable函数（mb.c函数）
eMBErrorCode
eMBEnable( )
{
函数功能：
*1:实现RTU模式和ASCALL模式的协议栈初始化;
*2:完成协议栈核心函数指针的赋值，包括Modbus协议栈的使能和禁止、报文的接收和响应、3.5T定时器中断回调函数、串口发送和接收中断回调函数;
*3:eMBRTUInit完成RTU模式下串口和3.5T定时器的初始化，需用户自己移植;
*4:设置Modbus协议栈的模式eMBCurrentMode为MB_RTU，设置Modbus协议栈状态eMBState为STATE_DISABLED;
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
STATE_DISABLED )
{
pvMBFrameStartCur( ); 激活协议栈
eMBState = STATE_ENABLED; 设置Modbus协议栈工作状态eMBState为STATE_ENABLED
}
{
eStatus = MB_EILLSTATE;
}
eStatus;
}
---eMBRTUStart函数 （mbrtu.c）
eMBRTUStart( )
{
函数功能
* 1:设置接收状态机eRcvState为STATE_RX_INIT；
* 2:使能串口接收,禁止串口发送,作为从机,等待主机传送的数据;
* 3:开启定时器，3.5T时间后定时器发生第一次中断,此时eRcvState为STATE_RX_INIT,上报初始化完成事件,然后设置eRcvState为空闲STATE_RX_IDLE;
* 4:每次进入3.5T定时器中断,定时器被禁止，等待串口有字节接收后，才使能定时器;
*
ENTER_CRITICAL_SECTION( );
Initially the receiver is in the state STATE_RX_INIT. we start
* the timer and if no character is received within t3.5 we change
* to STATE_RX_IDLE. This makes sure that we delay startup of the
* modbus protocol stack until the bus is free.
eRcvState = STATE_RX_INIT;
vMBPortSerialEnable( TRUE, FALSE ); 开启串口接收，发送未开启
vMBPortTimersEnable( ); 启动定时器
EXIT_CRITICAL_SECTION( );
}
此时定时器将开始工作！！！。eMBEnable函数中将把全局变量改为 eMBState=STATE_ENABLED。
3、状态机轮训---eMBPoll函数（mb.c）
)
{
*/
接收和发送报文数据缓存区
modbus从机地址
功能码
报文长度
错误码响应 枚举
i;
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
eMBEventType eEvent; 错误码
*/
检查协议栈是否使能
{
协议栈未使能，返回协议栈无效错误码
}
Check if there is a event available. If not return control to caller.
* Otherwise we will handle the event. */
判断事件是否发生
{
查询哪个事件发生
{
EV_READY:
;
接收到一帧数据，此事件发生
eStatus = peMBFrameReceiveCur( &ucRcvAddress, &ucMBFrame, &usLength ); 接收数据，并检验报文长度和CRC校验是否正确
* ucRcvAddress 主站要读取的从站的地址
* ucMBFrame 指向PDU的头部
* usLength PDU的长度
*/
MB_ENOERR )
{
*/
MB_ADDRESS_BROADCAST ) )
{
( 修改事件标志为EV_EXECUTE执行事件
}
}
;
修改事件标志为EV_EXECUTE执行事件
ucFunctionCode = ucMBFrame[MB_PDU_FUNC_OFF]; 提取功能码
eException = MB_EX_ILLEGAL_FUNCTION; 赋错误码初值为无效的功能码
)
{
*/
)
{
;
}
根据报文中的功能码，处理报文
{
eException = xFuncHandlers[i].pxHandler( ucMBFrame, &usLength ); 对接收到的报文进行解析
;
}
}
If the request was not sent to the broadcast address we
* return a reply. */
MB_ADDRESS_BROADCAST )
{
接收到的报文有错误
{
usLength = 响应发送数据的首字节为从机地址
ucMBFrame[usLength++] = ( UCHAR )( ucFunctionCode | MB_FUNC_ERROR ); 响应发送数据帧的第二个字节，功能码最高位置1
ucMBFrame[usLength++] = eException; 响应发送数据帧的第三个字节为错误码标识
}
MB_ASCII_TIMEOUT_WAIT_BEFORE_SEND_MS )
{
vMBPortTimersDelay( MB_ASCII_TIMEOUT_WAIT_BEFORE_SEND_MS );
}
eStatus = peMBFrameSendCur( ucMBAddress, ucMBFrame, usLength ); modbus从机响应函数,发送响应给主机
}
;
EV_FRAME_SENT:
;
}
}
MB_ENOERR;
}
在eMBPoll函数中，首先由 xMBPortEventGet( &eEvent ) == TRUE 判断时间是否发生，若无事件发生则不进入状态机；若有时间发生则进入状态机开始轮询。状态机的时间转换在定时中断服务函数中实现。
接收完成事件发生。
---定时器中断服务函数
BOARD_GPTA_HANDLER()
{
BOOL bTaskWoken = FALSE;
PRINTF();
vMBPortSetWithinException( TRUE );
GPT_ClearStatusFlag(BOARD_GPTA_BASEADDR, gptStatusFlagOutputCompare1); //关闭定时器
}
---xMBRTUTimerT35Expired T3.5超时函数
)
{
函数功能
* 1:从机接受完成一帧数据后，接收状态机eRcvState为STATE_RX_RCV；
* 2:上报“接收到报文”事件(EV_FRAME_RECEIVED);
* 3:禁止3.5T定时器，设置接收状态机eRcvState状态为STATE_RX_IDLE空闲;
BOOL xNeedPoll = FALSE;
上报modbus协议栈的事件状态给poll函数
{
*/
STATE_RX_INIT:
xNeedPoll = xMBPortEventPost( EV_READY ); 初始化完成事件
;
A frame was received and t35 expired. Notify the listener that
* a new frame was received. */
一帧数据接收完成
xNeedPoll = xMBPortEventPost( EV_FRAME_RECEIVED ); 上报协议栈事件,接收到一帧完整的数据
;
*/
STATE_RX_ERROR:
;
*/
:
assert( ( eRcvState == STATE_RX_INIT ) ||
( eRcvState == STATE_RX_RCV ) || ( eRcvState == STATE_RX_ERROR ) );
}
vMBPortTimersDisable( ); 当接收到一帧数据后，禁止3.5T定时器，直到接受下一帧数据开始，开始计时
eRcvState = STATE_RX_IDLE; 处理完一帧数据，接收器状态为空闲
xNeedPoll;
}
4、报文接收
在定时器第一次中断之后，状态机为eRcvState=STATE_RX_IDLE，即读空闲状态，eMBPoll也阻塞在等待接收完成事件发生。而在eMBPoll之前的eMBRTUStart函数中已经开启了串口中断，因此在接收到数据之后，串口中断将会响应，在串口中断服务函数中将调用接收状态机函数xMBRTUReceiveFSM来接收数据。
---xMBRTUReceiveFSM函数
)
{
函数功能
*1:将接收到的数据存入ucRTUBuf[]中;
*2:usRcvBufferPos为全局变量，表示接收数据的个数;
*3:每接收到一个字节的数据，3.5T定时器清0
BOOL xTaskNeedSwitch = FALSE;
UCHAR ucByte;
assert( eSndState == STATE_TX_IDLE ); 确保没有数据在发送
( 从串口数据寄存器读取一个字节数据
根据不同的状态转移
{
If we have received a character in the init state we have to
* wait until the frame is finished.
*/
STATE_RX_INIT:
vMBPortTimersEnable( ); 开启3.5T定时器
;
In the error state we wait until all characters in the
* damaged frame are transmitted.
*/
数据帧被损坏，重启定时器，不保存串口接收的数据
vMBPortTimersEnable( );
;
In the idle state we wait for a new character. If a character
* is received the t1.5 and t3.5 timers are started and the
* receiver is in the state STATE_RX_RECEIVCE.
*/
接收器空闲，开始接收，进入STATE_RX_RCV状态
usRcvBufferPos = ;
ucRTUBuf[usRcvBufferPos++] = ucByte; 保存数据
eRcvState = STATE_RX_RCV;
vMBPortTimersEnable( ); 每收到一个字节，都重启3.5T定时器
;
We are currently receiving a frame. Reset the timer after
* every character received. If more than the maximum possible
* number of bytes in a modbus frame is received the frame is
* ignored.
*/
STATE_RX_RCV:
MB_SER_PDU_SIZE_MAX )
{
ucRTUBuf[usRcvBufferPos++] = ucByte; 接收数据
}
{
eRcvState = STATE_RX_ERROR; 一帧报文的字节数大于最大PDU长度，忽略超出的数据
}
vMBPortTimersEnable( ); 每收到一个字节，都重启3.5T定时器
;
}
xTaskNeedSwitch;
}
直至定时器超时！如果没有超时的话，状态不会转换，将还可以继续接收数据。超时之后，在T3.5超时函数xMBRTUTimerT35Expired 中将发送EV_FRAME_RECEIVED事件。然后eMBPoll函数将会调用eMBRTUReceive函数。
A frame was received and t35 expired. Notify the listener that
* a new frame was received. */
一帧数据接收完成
xNeedPoll = xMBPortEventPost( EV_FRAME_RECEIVED ); 上报协议栈事件,接收到一帧完整的数据
break;
---eMBRTUReceive函数
eMBErrorCode
eMBRTUReceive( UCHAR * pucRcvAddress, UCHAR ** pucFrame, USHORT * pusLength )
{
eMBPoll函数轮询到EV_FRAME_RECEIVED事件时,调用peMBFrameReceiveCur()，
* 此函数是用户为函数指针peMBFrameReceiveCur()的赋值,
* 此函数完成的功能：
* 从一帧数据报文中，取得modbus从机地址给pucRcvAddress、PDU报文的长度给pusLength，
* PDU报文的首地址给pucFrame，函数*形参全部为地址传递，
BOOL xFrameReceived = FALSE;
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
ENTER_CRITICAL_SECTION( );
assert( usRcvBufferPos < MB_SER_PDU_SIZE_MAX ); 断言宏，判断接收到的字节数<256，如果>256，终止程序
*/
MB_SER_PDU_SIZE_MIN )
&& ( usMBCRC16( ( UCHAR * ) ucRTUBuf, usRcvBufferPos ) == ) )
{
Save the address field. All frames are passed to the upper layed
* and the decision if a frame is used is done there.
*/
*pucRcvAddress = ucRTUBuf[MB_SER_PDU_ADDR_OFF]; 保存从站地址
Total length of Modbus-PDU is Modbus-Serial-Line-PDU minus
* size of address field and CRC checksum.
*/
*pusLength = ( USHORT )( usRcvBufferPos - MB_SER_PDU_PDU_OFF - MB_SER_PDU_SIZE_CRC ); PDU长度
*/
*pucFrame = ( UCHAR * ) & ucRTUBuf[MB_SER_PDU_PDU_OFF]; pucFrame指向PDU起始位置
xFrameReceived = TRUE;
}
{
eStatus = MB_EIO;
}
EXIT_CRITICAL_SECTION( );
eStatus;
}
eMBRTUReceive函数完成了CRC校验、帧数据地址和长度的赋值，便于给上层进行处理！之后eMBPoll函数发送 ( void )xMBPortEventPost( EV_EXECUTE )事件。在EV_EXECUTE 事件中，从站对接收到的数据进行处理，包括根据功能码寻找功能函数处理报文和调用eStatus = peMBFrameSendCur( ucMBAddress, ucMBFrame, usLength ) 发送应答报文。
--- eMBRTUSend函数
pucFrame, USHORT usLength )
{
函数功能
* 1:对响应报文PDU前面加上从机地址;
* 2:对响应报文PDU后加上CRC校;
* 3:使能发送，启动传输;
eMBErrorCode eStatus = MB_ENOERR;
USHORT usCRC16;
ENTER_CRITICAL_SECTION( );
Check if the receiver is still in idle state. If not we where to
* slow with processing the received frame and the master sent another
* frame on the network. We have to abort sending the frame.
*/
STATE_RX_IDLE )
{
pucSndBufferCur = ( UCHAR * ) pucFrame - 在协议数据单元前加从机地址
usSndBufferCount = ;
pucSndBufferCur[MB_SER_PDU_ADDR_OFF] = ucSlaveAddress;
usSndBufferCount += usLength;
usCRC16 = usMBCRC16( ( UCHAR * ) pucSndBufferCur, usSndBufferCount );
ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 & );
ucRTUBuf[usSndBufferCount++] = ( UCHAR )( usCRC16 >> );
eSndState = STATE_TX_XMIT; 发送状态
以下为新添加
xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur ); 发送一个字节的数据，进入发送中断函数，启动传输
pucSndBufferCur++;
usSndBufferCount--;
vMBPortSerialEnable( FALSE, TRUE ); 使能发送，禁止接收
}
{
eStatus = MB_EIO;
}
EXIT_CRITICAL_SECTION( );
eStatus;
}
在 eMBRTUSend函数中会调用串口发送数据，在进入串口发送中断后会调用xMBRTUTransmitFSM发送状态机函数发送应答报文。
---xMBRTUTransmitFSM函数
)
{
BOOL xNeedPoll = FALSE;
assert( eRcvState == STATE_RX_IDLE );
( eSndState )
{
We should not get a transmitter event if the transmitter is in
* idle state. */
STATE_TX_IDLE:
vMBPortSerialEnable( TRUE, FALSE ); 发送器处于空闲状态，使能接收，禁止发送
;
发送器处于发送状态,在从机发送函数eMBRTUSend中赋值STATE_TX_XMIT
*/
发送数据
{
xMBPortSerialPutByte( ( CHAR )*pucSndBufferCur );
pucSndBufferCur++;
usSndBufferCount--;
}
传递任务，发送完成
{
xNeedPoll = xMBPortEventPost( EV_FRAME_SENT ); 协议栈事件状态赋值为EV_FRAME_SENT,发送完成事件,eMBPoll函数会对此事件进行处理
Disable transmitter. This prevents another transmit buffer
* empty interrupt.
vMBPortSerialEnable( TRUE, FALSE ); 使能接收，禁止发送
eSndState = STATE_TX_IDLE; 发送器状态为空闲状态
}
;
}
xNeedPoll;
}
至此：协议栈准备工作，从机接受报文，解析报文，从机发送响应报文四部分结束。
参考：
freemodbus库函数详解 FreeModbus源码详解-程序设计
Freemodbus完全分析_百度文库
FreeModbus学习笔记_百度文库