Modbus TCP 示例

2025-09-22

概述

本文介绍了如何创建一个 Modbus TCP 主机示例，并将其作为客户端与 Modbus slave 上位机软件建立 TCP 通信，旨在帮助读者深入熟悉 Modbus TCP 协议的通信流程，掌握主机通过 TCP 报文修改从机寄存器数据（如保持寄存器 0、1、2）的操作逻辑，以及验证主机设置数据与从机接收数据的一致性。

注意：确保开发板和 PC 在同一网段，并保证开发板能 ping 通 PC。

Modbus TCP 通信

Modbus TCP 是基于 TCP/IP 协议的工业通信协议，采用主从通信架构，主机通过发送标准 TCP 报文向从机设备发起读写请求，从机返回响应报文完成数据交互。其数据帧包含 MBAP 报头（标识事务、协议类型等）和功能码字段，可实现对从机保持寄存器、输入寄存器等数据的操作，广泛应用于工业自动化领域的设备联网通信，是 Modbus 协议在网络环境下的主流应用形式。

Modbus TCP 主机客户端寄存器数据修改与一致性验证实验

本示例将使用 Modbus TCP 传输模式与 Modbus slave 上位机软件建立通信，由主机向从机寄存器 0、1、2 写入指定数据，并验证从机接收数据与主机发送数据的一致性。

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核心示例代码

applications/modbus_tcp_master.c
static int modbus_tcp_master(void)
{
    modbus_t *ctx;
    uint16_t tab_reg[10];
    int rc;
    int i;

    // 初始化 Modbus TCP 主站上下文（目标从站 IP 地址: 192.168.1.200，使用 IPv4 协议）
    ctx = modbus_new_tcp("192.168.1.200", 502, AF_INET);
    if (ctx == NULL)
    {
        rt_kprintf("Unable to create the libmodbus context\n");
        return -1;
    }

    // 配置从站地址和超时时间
    modbus_set_slave(ctx, 1);
    modbus_set_response_timeout(ctx, 10, 0);

    // 建立 TCP 连接
    if (modbus_connect(ctx) == -1)
    {
        rt_kprintf("Connection failed\n");
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    // 读取从站地址 0 开始的 10 个寄存器的值，存入 tab_reg
    rc = modbus_read_registers(ctx, 0, 10, tab_reg);
    if (rc == -1)
    {
        rt_kprintf("Failed to read registers\n");
        modbus_close(ctx);
        modbus_free(ctx);
        return -1;
    }

    // 打印读取寄存器的值
    rt_kprintf("Read %d registers:\n", rc);
    for (i = 0; i < rc; i++)
    {
        rt_kprintf("Register %d: %d\n", i, tab_reg[i]);
    }

    // 向从站地址 0 开始的 3 个寄存器写入 100, 200, 300
    int write_start_address = 0;
    uint16_t write_values[3] = {100, 200, 300};
    rc = modbus_write_registers(ctx, write_start_address, 3, write_values);
    if (rc == -1)
    {
        rt_kprintf("Failed to write multiple registers\n");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("Successfully wrote multiple registers starting at address %d\n", write_start_address);
    }

    // 再次读取数据，验证写入结果
    rc = modbus_read_registers(ctx, 0, 10, tab_reg);
    if (rc == -1)
    {
        rt_kprintf("Failed to read registers after write\n");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("Registers after write:\n");
        for (i = 0; i < rc; i++)
        {
            rt_kprintf("Register %d: %d\n", i, tab_reg[i]);
        }
    }

    // 断开连接并释放内存
    modbus_close(ctx);
    modbus_free(ctx);

    return 0;
}

运行程序

配置 Modbus Slave 上位机软件
- modbus slave 连接设置：依次点击 Connection —> Connect
- modbus slave 从机属性设置：点击 Setup —> Slave Definition
下载并运行程序后，在控制台输入
```
modbus_tcp_master
```