Modbus_communication/Modbus_communication/Modbus_RTU_Salve/common.cpp

#include "common.h"

/*******************************************************************************************
 * 功能     ：	打开串口
 * port     :	串口号, 如("COM1")
 * baud_rate:	波特率
 * date_bits:	数据位（有效范围4~8）
 * stop_bit :	停止位
 * parity   :	奇偶校验。默认为无校验。NOPARITY 0； ODDPARITY 1；EVENPARITY 2
 ********************************************************************************************/
HANDLE Init_COM(LPCTSTR port, int baud_rate, BYTE date_bits, BYTE stop_bit, BYTE parity)
{
	HANDLE Handle_Com = CreateFile(port, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);//同步方式打开串口
	if (INVALID_HANDLE_VALUE == Handle_Com)
	{
		return INVALID_HANDLE_VALUE;
	}
	SetupComm(Handle_Com, 4096, 4096);//设置缓存
	DCB dcb;
	if (!GetCommState(Handle_Com, &dcb))
	{
		cout << "获取串口配置失败" << endl;
	}
	dcb.BaudRate = baud_rate;	//波特率
	dcb.fBinary = TRUE;			//二进制模式。必须为TRUE
	dcb.ByteSize = date_bits;	//数据位。范围4-8
	if (stop_bit == 0)
		dcb.StopBits = ONESTOPBIT;	//停止位
	if (stop_bit == 1)
		dcb.StopBits = ONE5STOPBITS;	//停止位
	if (stop_bit == 2)
		dcb.StopBits = TWOSTOPBITS;	//停止位

	if (parity == NOPARITY)
	{
		dcb.fParity = FALSE;	//奇偶校验关闭
		dcb.Parity = parity;	//校验模式
	}
	else
	{
		dcb.fParity = TRUE;		//奇偶校验开启
		dcb.Parity = parity;	//校验模式
	}
	if (!SetCommState(Handle_Com, &dcb))
		return INVALID_HANDLE_VALUE;
	PurgeComm(Handle_Com, PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXABORT);//清除缓存
	//设置串口读写时间
	COMMTIMEOUTS CommTimeOuts;
	GetCommTimeouts(Handle_Com, &CommTimeOuts);
	CommTimeOuts.ReadIntervalTimeout = 5;
	CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
	CommTimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;
	CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10;
	CommTimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 1000;
	if (!SetCommTimeouts(Handle_Com, &CommTimeOuts)) {
		return INVALID_HANDLE_VALUE;
	}
	return Handle_Com;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   发送响应数据
* 描述	   ：	向串口写入数据
* 返回值   ：   true  发送成功   false  发送失败
* m_hComm  ：   串口句柄
* data     ：   要写入的数据
* len      ：   写入数据的长度
**********************************************************************************************/
bool SendData(HANDLE m_hcomm, char* data, int len)
{
	if (m_hcomm == INVALID_HANDLE_VALUE)
		return FALSE;

	PurgeComm(m_hcomm, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR);
	DWORD dwWrite = 0;
	int count = 0;
	while (!WriteFile(m_hcomm, data, len, &dwWrite, NULL))
	{
		count++;
		if (count > 4)
			return false;
	}
	return true;
}

bool Abnormal_Connection(HANDLE *handle_com)
{
	printf("设备端口异常,请检查设备连接状态\n");
	printf("**************************** Press Enter To Contioun ****************************\n");
	getchar();
	system("cls");
	printf("是否重新连接端口： 1 重新连接  0 关闭本软件\n");
	int flage = 0;
	do
	{
		cin >> flage;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!(flage == 0 || flage == 1));
	if (flage == 0)
	{
		return false;
	}
	CloseHandle(*handle_com);
	*handle_com = Input_Parameter();
	return true;
}

bool Recv_date(HANDLE *handle_com, UINT8 *Requst_Message, DWORD *read_len)
{
	PurgeComm(*handle_com, PURGE_RXABORT | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXABORT);//清除缓存
	BOOL read_flage = ReadFile(*handle_com, Requst_Message, 300, &(*read_len), NULL); //阻塞等待接收请求报文
	if (read_flage && (*read_len > 0))
	{
		return true;
	}
	if (!Abnormal_Connection(handle_com))
		return false;
	return true;
}
/*********************************************************************************************
* 功能     ：   检查端口名称
* 描述	   ：	判断端口名称是否正确
* 输入     ：   Comm 端口名
* 返回值   ：   true 端口名正确
*				false 端口名错误
**********************************************************************************************/
bool Check_Input_COMM(string comm)
{
	string compare1 = "com";
	string compare2 = "COM";
	for (unsigned int i = 0; i < 3; i++)
	{
		if (comm[i] != compare1[i] && comm[i] != compare2[i])
			return false;
	}
	if (comm[3] == 0x30)
		return false;
	for (unsigned int i = 4; i < comm.length(); i++)
	{
		if (comm[i] >= 0x30 && comm[i] <= 0x39)
			continue;
	}
	return true;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   输入端口名称
* 描述	   ：	获取串口通信的端口名称
* 输入     ：   无
* 返回值   ：   COMM 端口名
**********************************************************************************************/
string Input_COMM(void)
{
	int flage = 1;
	string comm;
	do
	{
		if (flage == 1)
		{
			printf("请输入端口名称：");
			flage = 0;
		}
		else
			printf("请重新输入端口名称：");
		cin >> comm;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!Check_Input_COMM(comm));
	return comm;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   检查波特率
* 描述	   ：	检查串口通信的波特率
* 输入     ：   Baud_Rate 波特率
* 返回值   ：   true  波特率正确
*				false 波特率错误
**********************************************************************************************/
bool Check_Input_Baud_Rate(unsigned int baud_rate)
{
	unsigned int compare_baud_rate[9] = {300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,38400};
	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
		if (baud_rate == compare_baud_rate[i])
			return true;
	}
	return false;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   输入波特率
* 描述	   ：	获取串口通信的波特率
* 输入     ：   无
* 返回值   ：   Baud_Rate 波特率
**********************************************************************************************/
unsigned int Input_Baud_Rate(void)
{
	unsigned int baud_rate;
	int flage = 1;
	printf("支持的波特率有：300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,38400 \n");
	do
	{
		if (flage == 1)
		{
			printf("请输入串口波特率：");
			flage = 0;
		}
		else
			printf("请重新输入串口波特率：");
		cin >> baud_rate;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!Check_Input_Baud_Rate(baud_rate));
	return baud_rate;
}


/*********************************************************************************************
* 功能     ：   输入数据位
* 描述	   ：	获取串口通信的数据位个数
* 输入     ：   无
* 返回值   ：   Date_Bits 数据位
**********************************************************************************************/
BYTE Input_Date_Bits(void)
{
	BYTE date_bits;
	int flage = 1;
	unsigned int data_bits_temp = 0;
	printf("支持的数据位有：5,6,7,8 \n");
	do
	{
		if (flage == 1)
		{
			printf("请输入有效数据位：");
			flage = 0;
		}
		else
			printf("请重新输入有效数据位：");
		cin >> data_bits_temp;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!(data_bits_temp == 5 || data_bits_temp == 6 || data_bits_temp == 7 || data_bits_temp == 8));
	date_bits = (BYTE)data_bits_temp;
	return date_bits;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   检查停止位
* 描述	   ：	检测停止位是否和数据位相符
* 输入     ：   Date_Bits 数据位
*				Stop_Bits 停止位
* 返回值   ：   true  停止位正确
*				false 停止位错误
**********************************************************************************************/
bool Check_Input_Stop_Bits(BYTE date_bits, BYTE stop_bits)
{
	if (stop_bits == 0 || stop_bits == 1 || stop_bits == 2)
	{
		if (stop_bits == 1 && (date_bits == 6 || date_bits == 7 || date_bits == 8))
			return false;
		if (stop_bits == 2 && date_bits == 5)
			return false;
	}
	else
		return false;
	return true;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   输入停止位
* 描述	   ：	获取串口通信的停止位
* 输入     ：   Date_Bits 数据位    
* Stop_Bits= 0,1,2对应的是1bit,1.5bits,2bits.
* Date_Bits=6,7,8时   Stop_Bits不能为1
* Date_Bits=5时   Stop_Bits不能为2
* 返回值   ：   Stop_Bits 数据位
**********************************************************************************************/
BYTE Input_Stop_Bits(BYTE date_bits)
{
	BYTE stop_bits;
	int flage = 1;
	unsigned int temp = 0;
	printf("支持的停止位有：0,1,2 \n");
	do
	{
		if (flage == 1)
		{
			printf("请输入停止位：");
			flage = 0;
		}
		else
			printf("请重新输入停止位：");
		cin >> temp;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!Check_Input_Stop_Bits(date_bits, (BYTE)temp));
	stop_bits = (BYTE)temp;
	return stop_bits;
}

/*********************************************************************************************
* 功能     ：   选择校验位
* 描述	   ：	获取串口通信的校验位
* 输入     ：   无
* 返回值   ：   Parity 校验位
**********************************************************************************************/
BYTE Input_Parity(void)
{
	BYTE parity;
	int flage = 1;
	unsigned int temp = 0;
	printf("支持的校验位有：0- 无校验 1- 奇校验 2- 偶校验 \n");
	do
	{
		if (flage == 1)
		{
			printf("请输入校验位：");
			flage = 0;
		}
		else
			printf("请重新输入校验位：");
		cin >> temp;
		cin.clear();
		cin.sync();
	} while (!(temp == 1 || temp == 0 || temp == 2));
	parity = (BYTE)temp;
	return parity;
}


/*********************************************************************************************
* 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    ：    Read_date_number 写入数据的字节数
*********************************************************************************************/
unsigned int Count_Read_date_number(int function_code, unsigned int operations_number)
{
	unsigned int read_date_number = 0;
	if (function_code == 0x01 || function_code == 0x0F) //读线圈
	{
		read_date_number = operations_number / 8;
		if (operations_number % 8)
			read_date_number++;
	}
	if (function_code == 0x03 || function_code == 0x10)//读寄存器
		read_date_number = operations_number * 2;
	return read_date_number;
}


/*********************************************************************************************
* 功能     ：   计算CRC校验
* 描述	   ：	获取Modbus—CRC-16的校验数据
* 输入     ：   *Data 计算校验数据   CRC_Len 数据长度
* 返回值   ：   Ret_CRC_date CRC校验结果
**********************************************************************************************/
UINT16 CRC_16(UINT8 *data, unsigned int crc_len)
{
	UINT16 crc_date = 0XFFFF;//16位crc寄存器预置
	UINT16 temp;
	unsigned int i = 0, j = 0;
	for (i = 0; i < crc_len; i++)
	{
		temp = *data & 0X00FF;//将八位数据与CRC寄存器亦或
		data++;
		crc_date ^= temp;
		for (j = 0; j < 8; j++)
		{
			if (crc_date & 0X0001)//判断右移出的是不是1，如果是1则与多项式进行异或。
			{
				crc_date >>= 1;
				crc_date ^= 0XA001;
			}
			else
			{
				crc_date >>= 1;
			}
		}
	}
	UINT16 ret_crc_date = crc_date >> 8;
	ret_crc_date = ret_crc_date | crc_date << 8;
	return ret_crc_date;
}

/*********************************************************************************************
* 功能    ：	日志记录
* 描述	  ：	记录每次通信的请求和响应报文
* 输入    ：    *Message 消息帧存放的数组   flage = 1 请求报文  flage = 其他 响应报文
*				Message_len 报文数据长度
* 输出    ：    无
*********************************************************************************************/
void Log_Note(UINT8 *Message, int flage, int message_len)
{
	FILE *fp = NULL;
	time_t timep;
	struct tm *p;
	time(&timep);
	p = gmtime(&timep);
	string recv_str = to_string(1900 + p->tm_year) + "-" + to_string(1 + p->tm_mon) + "-" + to_string(p->tm_mday)
		+ " " + to_string(8 + p->tm_hour) + ":" + to_string(p->tm_min) + ":" + to_string(p->tm_sec) + " Recv:";
	string send_str = to_string(1900 + p->tm_year) + "-" + to_string(1 + p->tm_mon) + "-" + to_string(p->tm_mday)
		+ " " + to_string(8 + p->tm_hour) + ":" + to_string(p->tm_min) + ":" + to_string(p->tm_sec) + " Send:";

	/* 打开文件用于读写 */
	if ((fp = fopen("Modbus_TCP_log.txt", "a+")) == NULL)
	{
		printf("打开文件失败");
		return;
	}


	if (flage == 1)
	{
		fwrite(send_str.c_str(), send_str.length(), 1, fp);
		for (int i = 0; i < message_len; i++)
		{
			fprintf(fp, "%02X ", Message[i]);
		}
		fprintf(fp, "\n");
	}
	else
	{
		fwrite(recv_str.c_str(), recv_str.length(), 1, fp);
		for (int i = 0; i < message_len; i++)
		{
			fprintf(fp, "%02X ", Message[i]);
		}
		fprintf(fp, "\n");
	}
	fclose(fp);
	fp = NULL;
}


bool cmp(string s1, string s2)
{
	if (atoi(s1.substr(3).c_str()) < atoi(s2.substr(3).c_str()))//升序
		return true;
	else
		return false;
}

void GetComList_Reg(std::vector<string>& comList)
{
	HKEY hkey;
	int result;
	int i = 0;

	result = RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,
		_T("Hardware\\DeviceMap\\SerialComm"),
		NULL,
		KEY_READ,
		&hkey);

	if (ERROR_SUCCESS == result)   //   打开串口注册表   
	{
		TCHAR portName[0x100], commName[0x100];
		DWORD dwLong, dwSize;
		do
		{
			dwSize = sizeof(portName) / sizeof(TCHAR);
			dwLong = dwSize;
			result = RegEnumValue(hkey, i, portName, &dwLong, NULL, NULL, (LPBYTE)commName, &dwSize);
			if (ERROR_NO_MORE_ITEMS == result)
			{
				//   枚举串口
				break;   //   commName就是串口名字"COM4"
			}

			comList.push_back(commName);
			i++;
		} while (1);

		RegCloseKey(hkey);
	}
}

void GetComm_Name(void) 
{
	vector<string> comList;
	GetComList_Reg(comList);
	sort(comList.begin(), comList.end(), cmp);
	printf("当前可用端口：");
	for (unsigned int i = 0; i < comList.size(); i++)
	{
		cout << comList[i] << "  ";
	}
	printf("\n");
}

HANDLE Input_Parameter(void)
{
	HANDLE handle_com;
	while (true)
	{
		GetComm_Name();
		string COMM = Input_COMM();
		unsigned int baud_rate = Input_Baud_Rate();
		BYTE date_bits = Input_Date_Bits();
		BYTE stop_bits = Input_Stop_Bits(date_bits);
		BYTE parity = Input_Parity();
		handle_com = Init_COM((LPCTSTR)COMM.c_str(), baud_rate, date_bits, stop_bits, parity);
		if (handle_com == INVALID_HANDLE_VALUE)
		{
			cout << "初始化串口失败,请重新输入设备信息\n" << endl;
		}
		else
		{
			printf("初始化串口成功\n");
			break;
		}
	}
	return handle_com;
}

void Printf_Message(UINT8 *Message, int flage, int message_len)
{
	if (flage == 1)
		printf("主站请求 ：");
	else
		printf("从站响应 ：");
	for (int i = 0; i < message_len; i++)
	{
		printf("%02X  ", Message[i]);
	}
	printf("\n");
	if (LOG_NOTE_SWITCH)
		Log_Note(Message, flage, message_len);
}