Modbus_communication/Modbus_communication/Master_Salve_DLL/Modbus_Master.cpp

#include "Modbus.h"

UINT16 Transmission_Indicator = 0x00; //事务号

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	计算写入数据的字节数
* 描述	  ：	通过对应的功能码和操作数量计算对应的数据字节数
* 输入    ：    function_code 选择的功能码类型 operations_Number对应功能码类型的操作数量
* 输出    ：    Write_date_number 写入数据的字节数
*********************************************************************************************/
unsigned int Count_Write_date_number(int function_code, unsigned int operations_number)
{
	unsigned int write_date_number = 0;
	if (function_code == 0x01 || function_code == 0x03)
		return write_date_number;
	if (function_code == 0x0F) //读线圈
	{
		write_date_number = operations_number / 8;
		if (operations_number % 8)
			write_date_number++;
	}
	if (function_code == 0x10)
		write_date_number = operations_number * 2;
	return write_date_number;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	计算请求报文计算预期响应报文字节数
* 描述	  ：	通过对应的功能码和操作数量计算对应的数据字节数
* 输入    ：    Function_code 选择的功能码类型 Operations_Number对应功能码类型的操作数量
* 输出    ：    Respone_len 预期响应的数据字节数
*********************************************************************************************/
unsigned int Count_Respone_Len(int function_code, unsigned int operations_number)
{
	unsigned int respone_len = 0;
	if (function_code == 0x0F || function_code == 0x10)
		return respone_len;
	if (function_code == 0x01) //读线圈
	{
		respone_len = operations_number / 8;
		if (operations_number % 8)
			respone_len++;
	}
	if (function_code == 0x03)
		respone_len = operations_number * 2;
	return respone_len;
}
/*********************************************************************************************
* 功能    ：	检测响应报文长度
* 描述	  ：	对响应报文中存放长度字节进行判断和请求报文对比
* 输入    ：    Response_Message 响应报文 Request_Message 请求报文 Response_Message_len 接收到的数据长度
* 输出    ：    true 长度正常  false 长度异常
*********************************************************************************************/
bool Check_Response_Message_len(UINT8 *Response_Message, UINT8 *Request_Message, int response_message_len)
{
	if ((response_message_len - 6) != Response_Message[5])
		return false;
	unsigned int operations_Number = Request_Message[10] << 8 | Request_Message[11];
	unsigned int respone_Len = Count_Respone_Len(Request_Message[7], operations_Number);
	if (Request_Message[7] == 0x0F || Request_Message[7] == 0x10)
		if (response_message_len != 12)
			return false;
	if (Request_Message[7] == 0x01 || Request_Message[7] == 0x03)
	{
		if (respone_Len + 9 != response_message_len)
			return false;
		if (respone_Len != Response_Message[8])
			return false;
	}
	return true;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	判断响应报文是否可以正常解析
* 描述	  ：	通过长度和异常码等判定该响应报文是否可以解析
* 输入    ：    Response_Message 响应报文 Request_Message请求报文  Response_Message_len 响应报文长度
* 输出    ：    响应数据类型
*********************************************************************************************/
int Analysis_Response_Message(UINT8 *Response_Message, UINT8 *Request_Message, int response_message_len)
{
	if (response_message_len < 9 || response_message_len > 260)
		return MSG_LEN_ERROR;
	for (int i = 0; i < 7; i++)
	{
		if (i == 4 || i == 5) //后续字节长度
			continue;
		if (Response_Message[i] != Request_Message[i]) //0 1 传输标识，2 3 协议标识，6设备ID 
			return MABP_ERROR;  //一旦不一致，判定为异常报文数据
	}
	if (Response_Message[4] != 0x00) //4 固定0x00
		return MABP_ERROR;

	if (Response_Message[7] == Request_Message[7] + 0x80)//先处理异常响应
	{
		if (response_message_len == 9)
		{
			return ABNORMAL_RESPONSE;
		}
		else
			return MSG_LEN_ERROR;
	}
	if (Response_Message[7] != Request_Message[7]) //功能码判断
		return FUNCTION_CODE_ERROR;
	if (Request_Message[7] == 0x0F || Request_Message[7] == 0x10) //0F 10 地址和操作数量判定
	{
		for (int j = 8; j < 10; j++)
		{
			if (Request_Message[j] != Response_Message[j])
				return START_ADDRESS_ERROR;
		}
		for (int j = 10; j < 12; j++)
		{
			if (Request_Message[j] != Response_Message[j])
				return OPERATION_NUMBER_ERROR;
		}
	}
	if (!Check_Response_Message_len(Response_Message, Request_Message, response_message_len))
		return MSG_LEN_ERROR;
	return NORMAL_RESPONSE;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	生成MBAP报头
* 描述    ： MBAP报文头的包括的内容：
* +-------------+---------+--------+--------+------------------------------+
* |     域      |  长度   | 客户机 | 服务器 |              描述            |
* +-------------+---------+--------+--------+------------------------------+
* |事务元标识符 | 2个字节 |  启动  |  复制  |请求/响应事务处理的识别码     |
* +-------------+---------+--------+--------+------------------------------+
* |协议标识符   | 2个字节 |  启动  |  复制  |0=MODBUS 协议                 |
* +-------------+---------+--------+--------+------------------------------+
* |    长度     | 2个字节 |  启动  |  启动  |以下字节的数量                |
* +-------------+---------+--------+--------+------------------------------+
* |单元标识符   | 1个字节 |  启动  |  复制  |连接的远程从站的识别码        |
* 输入    ：    无
* 输出    ：    MBAP报文头内容
*********************************************************************************************/
void Create_MBAP(UINT8 *Message, int function_code, unsigned int operations_number)
{
	Message[0] = Transmission_Indicator >> 8;//事务号
	Message[1] = (UINT8)Transmission_Indicator;
	Transmission_Indicator++;
	Message[2] = 0x00; //Modbus协议标识
	Message[3] = 0x00;
	Message[4] = 0x00;//后续字节长度
	Message[5] = Count_Write_date_number(function_code, operations_number) + 0x06;
	if (function_code == 0x0F || function_code == 0x10)//0f/10功能码后续字节数多1
	{
		Message[5] = Message[5] + 1;
	}
	Message[6] = DEVICE_ID;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	字符串转UINT8类型
* 描述	  ：	根据写入数量和功能码类型输入相应的数据
* 输入    ：    *Message 消息帧存放的数组   Write_date 要转换的字符串
*				Message_len消息帧数组的起始位置
* 输出    ：    Message_len 消息帧的长度
*********************************************************************************************/
int HexStringtoByte(UINT8 *Message, string write_date, int message_len, int function_code, unsigned int operations_Number)
{
	if (write_date.length() == 0)
		return message_len;
	Message[message_len] = Count_Write_date_number(function_code, operations_Number);
	message_len++;
	const char *b = write_date.c_str();
	int temp = 0;
	for (unsigned int i = 0; i + 3 < write_date.length(); i = i + 3)
	{
		sscanf_s(b + i, "%02X", &temp);
		Message[message_len] = (UINT8)temp;
		message_len++;
	}
	sscanf_s(b + write_date.length() - 2, "%02X", &temp);
	Message[message_len] = (UINT8)temp;
	return ++message_len;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	生成TCP模式下的消息帧
* 描述	  ：	根据要写入的数据生成消息帧
* 输入    ：    *Message 消息帧存放的数组   Write_date 写入数据的字符串
*				Function_code 功能码   Operations_Number 操作数量  Starting_address起始地址
* 输出    ：    消息帧的总长度
*********************************************************************************************/
int Create_TCP_Message(UINT8 *Message, int function_code, unsigned int operations_Number, unsigned int starting_address, string write_date)
{

	Create_MBAP(Message, function_code, operations_Number);
	Message[7] = function_code;//功能码
	Message[8] = starting_address >> 8;//起始地址H
	Message[9] = starting_address;//起始地址L
	Message[10] = operations_Number >> 8;//操作数量H
	Message[11] = operations_Number;//操作数量L
	return HexStringtoByte(Message, write_date, 12, function_code, operations_Number);

}