# TouchWin 自组 Modbus RTU 附加功能

## 1. 功能定义

标准功能码仍为 `0x01`、`0x03`、`0x05`、`0x06`、`0x0F`、`0x10`。线圈和保持寄存器地址范围均为 `0x0000..0x270F`。

以下三个功能码是本训练项目的私有扩展，不属于 Modbus 国标，只能由本项目 TouchWin 与 PLC 配套使用：

| 功能码 | 用途 | 请求数据 | 限制 |
| --- | --- | --- | --- |
| `0x41` | 读取 `0x00010000` | 32 位地址、16 位数量 | 地址固定为 `0x10000`，数量固定为 `1` |
| `0x42` | 写入 `0x00010000` | 32 位地址、16 位写入值 | 地址固定为 `0x10000`，正常响应回显地址和值 |
| `0x43` | 读取奇数地址的寄存器 | 16 位起始基准地址、16 位数量 | 数量为 `1..123`，奇数和偶数均可 |

`0x43` 按地址 `+2` 跳读，只返回奇数地址的值。起始基准地址会自动向上取奇数：基准地址为 `0`、数量为 `123` 时，读取地址 `1, 3, 5, ..., 245`；基准地址为 `10` 时，读取 `11, 13, 15, ...`。数量表示返回值个数，允许 `1..123` 范围内的奇数或偶数。

## 2. TouchWin 地址

`PSW319` 为状态码，`PSW320` 为实际接收长度。附加画面使用：

| 用途 | PSW |
| --- | --- |
| `0x41` 读取结果 | `PSW350` |
| `0x42` 写入值 | `PSW351` |
| `0x43` 起始基准地址、数量 | `PSW370`、`PSW371` |
| `0x43` 结果 | `PSW372..PSW494`，共 123 个 WORD |

`PSW371` 可以输入 `1..123`，奇数和偶数均可。`PSW370 = 0` 时，`PSW372` 对应 PLC 的 `D1`，`PSW373` 对应 `D3`，依次类推；`PSW370 = 10` 时，结果依次对应 `D11`、`D13`、`D15`。若要在一个画面显示全部批量读取结果，需要 123 个数值显示组件，依次绑定 `PSW372` 至 `PSW494`。用于演示时，可以只放前 8 或前 16 个显示组件，全部 123 个结果仍会写入 PSW。

状态码：`0` 成功；`1` 输入错误；`2` 发送失败；`3` 接收失败；`4` CRC 错误；`5` 应答错误；`0x8000` 以上表示异常应答，低字节为异常码。

## 3. 公共定义

```c
#define MODBUS_SLAVE_ADDRESS                    (1)
#define MODBUS_FUNCTION_READ_EXTENDED_REGISTER  (0x41)
#define MODBUS_FUNCTION_WRITE_EXTENDED_REGISTER (0x42)
#define MODBUS_FUNCTION_READ_ODD_COUNT_REGS     (0x43)
#define MODBUS_ODD_COUNT_MAX                    (123)
#define MODBUS_MIN_RESPONSE_LENGTH               (5)
#define MODBUS_ADDRESS_MAX                       (0x270F)

#define PSW_STATUS                               (319)
#define PSW_RECEIVE_LENGTH                       (320)
#define PSW_EXTENDED_RESULT                      (350)
#define PSW_EXTENDED_WRITE_VALUE                 (351)
#define PSW_ODD_START_ADDRESS                    (370)
#define PSW_ODD_COUNT                            (371)
#define PSW_ODD_RESULTS                          (372)
```

以下示例使用已有的 `ModbusAppendCrc`、`ModbusSendReceive` 和 `ModbusCheckResponse` 公共函数。

> **TouchWin 粘贴规则**：以上公共定义和公共函数写入“公共函数”页。以下四段代码写入“函数功能块”中新建的功能函数编辑区，**只粘贴代码块内部内容**，不要写 `void 函数名(void)`，也不要写最外层的 `{`、`}`。功能函数名称必须是合法 C 标识符，不能使用 `0x41`、`0x42`、`0x43` 作为函数名。
>
> 请依次新建并命名为：`ReadExtendedRegister`、`WriteExtendedRegister`、`ClearExtendedResult`、`ReadOddCountRegisters`。其中 `0x41`、`0x42`、`0x43` 只用于 `request[1]` 中的 Modbus 功能码。

## 4. `ReadExtendedRegister`：`0x41` 读取 `0x10000`

地址和数量固定，不在画面输入：

```c
WORD receiveLength;
WORD status;
BYTE request[10];
BYTE response[7];

request[0] = MODBUS_SLAVE_ADDRESS;
request[1] = MODBUS_FUNCTION_READ_EXTENDED_REGISTER;
request[2] = 0x00;
request[3] = 0x01;
request[4] = 0x00;
request[5] = 0x00;
request[6] = 0x00;
request[7] = 0x01;
ModbusAppendCrc(request, 8);

receiveLength = 0;
status = ModbusSendReceive(request, 10, response, 7, &receiveLength);
if (status == MODBUS_STATUS_OK)
{
    status = ModbusCheckResponse(response, receiveLength,
                                 MODBUS_FUNCTION_READ_EXTENDED_REGISTER);
}
if ((status == MODBUS_STATUS_OK) &&
    ((receiveLength != 7) || (response[2] != 2)))
{
    status = MODBUS_STATUS_RESPONSE_ERROR;
}
if (status == MODBUS_STATUS_OK)
{
    PSW[PSW_EXTENDED_RESULT] = ((WORD)response[3] << 8) | response[4];
}
PSW[PSW_STATUS] = status;
PSW[PSW_RECEIVE_LENGTH] = receiveLength;
```

## 5. `WriteExtendedRegister`：`0x42` 写入 `0x10000`

写入值从 `PSW351` 取得。请求和正常响应均为 10 字节，正常响应回显 32 位地址与 16 位写入值：

```c
WORD receiveLength;
WORD status;
WORD writeValue;
BYTE request[10];
BYTE response[10];

writeValue = PSW[PSW_EXTENDED_WRITE_VALUE];
request[0] = MODBUS_SLAVE_ADDRESS;
request[1] = MODBUS_FUNCTION_WRITE_EXTENDED_REGISTER;
request[2] = 0x00;
request[3] = 0x01;
request[4] = 0x00;
request[5] = 0x00;
request[6] = (BYTE)(writeValue >> 8);
request[7] = (BYTE)writeValue;
ModbusAppendCrc(request, 8);

receiveLength = 0;
status = ModbusSendReceive(request, 10, response, 10, &receiveLength);
if (status == MODBUS_STATUS_OK)
{
    status = ModbusCheckResponse(response, receiveLength,
                                 MODBUS_FUNCTION_WRITE_EXTENDED_REGISTER);
}
if ((status == MODBUS_STATUS_OK) &&
    ((receiveLength != 10) || (response[2] != request[2]) ||
     (response[3] != request[3]) || (response[4] != request[4]) ||
     (response[5] != request[5]) || (response[6] != request[6]) ||
     (response[7] != request[7])))
{
    status = MODBUS_STATUS_RESPONSE_ERROR;
}
PSW[PSW_STATUS] = status;
PSW[PSW_RECEIVE_LENGTH] = receiveLength;
```

PLC 收到并成功处理 `0x42` 后，会将 `0x10000` 的最新值保存到 RTC 备份区。

## 6. `ClearExtendedResult`：清除读取显示

清除按钮绑定以下函数。该函数只将触摸屏上的读取结果清零，不发送通信帧，不修改 PLC 的 `0x10000`，也不触发掉电保存：

```c
PSW[PSW_EXTENDED_RESULT] = 0;
```

用于验证掉电保持时，操作顺序为：使用 `0x42` 写入非零值，调用清除函数，PLC 断电再上电，最后使用 `0x41` 读取；若读回原写入值，则掉电保持生效。

## 7. `ReadOddCountRegisters`：`0x43` 读取奇数地址寄存器

起始基准地址可以是任意合法地址，PLC 会从第一个不小于该值的奇数地址开始，每次地址加 `2`。数量允许 `1..123` 范围内的奇数或偶数。响应容量为 251 字节，满足 123 个 WORD 的数据：

```c
WORD startAddress;
WORD firstOddAddress;
WORD registerCount;
WORD registerOffset;
WORD receiveLength;
WORD expectedLength;
WORD status;
BYTE request[8];
BYTE response[251];

startAddress = PSW[PSW_ODD_START_ADDRESS];
firstOddAddress = (WORD)(startAddress | 0x0001);
registerCount = PSW[PSW_ODD_COUNT];
receiveLength = 0;
status = MODBUS_STATUS_INPUT_ERROR;

if ((registerCount != 0) && (registerCount <= MODBUS_ODD_COUNT_MAX) &&
    (firstOddAddress <= MODBUS_ADDRESS_MAX) &&
    (registerCount <= (((MODBUS_ADDRESS_MAX - firstOddAddress) / 2) + 1)))
{
    request[0] = MODBUS_SLAVE_ADDRESS;
    request[1] = MODBUS_FUNCTION_READ_ODD_COUNT_REGS;
    request[2] = (BYTE)(startAddress >> 8);
    request[3] = (BYTE)startAddress;
    request[4] = (BYTE)(registerCount >> 8);
    request[5] = (BYTE)registerCount;
    ModbusAppendCrc(request, 6);

    expectedLength = MODBUS_MIN_RESPONSE_LENGTH + (registerCount * 2);
    status = ModbusSendReceive(request, 8, response, expectedLength,
                               &receiveLength);
    if (status == MODBUS_STATUS_OK)
    {
        status = ModbusCheckResponse(response, receiveLength,
                                     MODBUS_FUNCTION_READ_ODD_COUNT_REGS);
    }
    if ((status == MODBUS_STATUS_OK) &&
        ((receiveLength != expectedLength) ||
         (response[2] != (BYTE)(registerCount * 2))))
    {
        status = MODBUS_STATUS_RESPONSE_ERROR;
    }
    if (status == MODBUS_STATUS_OK)
    {
        for (registerOffset = 0; registerOffset < registerCount;
             registerOffset++)
        {
            PSW[PSW_ODD_RESULTS + registerOffset] =
                ((WORD)response[3 + (registerOffset * 2)] << 8) |
                response[4 + (registerOffset * 2)];
        }
    }
}
PSW[PSW_STATUS] = status;
PSW[PSW_RECEIVE_LENGTH] = receiveLength;
```

示例请求：起始基准地址 `0`、数量 `123` 的请求数据为 `00 00 00 7B`，响应数据字节数为 `246`，返回地址为 `1, 3, 5, ..., 245`。数量 `122` 也是合法请求，返回地址 `1, 3, 5, ..., 243`；数量为 `0` 或 `124` 时 PLC 返回异常码 `03`。若最后一个奇数地址越过 `0x270F`，返回异常码 `02`。

## 8. RTC 断电保持

不设置保存或恢复按钮。仅私有写操作 `0x42` 成功后，PLC 自动将固定寄存器 `0x10000` 写入 RTC 备份寄存器；启动时校验通过则自动恢复。保持寄存器 `0..31` 和线圈 `0..15` 均不保存、不恢复，也不会被 RTC 旧值覆盖。

STM32F407 的 RTC 备份区只有 20 个 32 位寄存器，不能保存完整的 10000 个寄存器和线圈。实际掉电保持还要求 PLC 板的 `VBAT` 电池已经接入；没有 VBAT 时，RTC 备份数据也会丢失。

## 9. 联调帧

```text
读取 0x10000：01 41 00 01 00 00 00 01 2C C3
写入 0x10000：01 42 00 01 00 00 <value_hi> <value_lo> CRC_L CRC_H
读取 1, 3, ..., 245：01 43 00 00 00 7B CRC_L CRC_H
```

`0x43` 每次按钮操作只发送一帧，最多处理 123 个奇数地址寄存器。