C++编写固高实现modbus rtu通信协议

### C++ 实现 Modbus RTU 通信协议 为了实现Modbus RTU通信协议，在C++中可以利用Qt框架来简化开发过程。下面是一个简单的例子，展示了如何创建一个基本的客户端程序用于发送请求并接收响应。 #### 初始化串口连接 首先需要配置好串口参数以便于与支持Modbus RTU标准的硬件建立联系： ```cpp #include <QSerialPort> // 创建 QSerialPort 对象实例 QSerialPort *serial = new QSerialPort(this); // 设置端口号, 波特率等必要属性 serial->setPortName("/dev/ttyUSB0"); // 或者 Windows 下可能是 COM3 等 serial->setBaudRate(QSerialPort::Baud9600); // 常见波特率为 9600 serial->setDataBits(QSerialPort::Data8); serial->setParity(QSerialPort::NoParity); serial->setStopBits(QSerialPort::OneStop); serial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); if (!serial->open(QIODevice::ReadWrite)) { qDebug() << "Failed to open port"; } ``` #### 构建和解析消息帧 接着定义函数用来构建遵循RTU编码规则的消息体以及处理来自服务器的回答： ```cpp #include <QByteArray> /// @brief 将寄存器地址转换成字节数组形式 static QByteArray buildRequest(uint16_t slaveId, uint8_t functionCode, quint16 startAddress, quint16 quantityOrValue) { QByteArray request; // 添加从站ID (Slave ID) request.append(static_cast<char>(slaveId)); // 添加功能码(Function Code)，比如读取保持寄存器就是 0x03 request.append(functionCode); // 插入起始地址(Start Address), 需要拆分为两个字节 request.append((startAddress >> 8) & 0xFF); request.append(startAddress & 0xFF); // 如果是写操作，则这里应该是数值；如果是读操作则是数量(Number of Registers) if ((functionCode == 0x0F || functionCode == 0x06)) request.append(quantityOrValue & 0xFF); // CRC校验计算... ushort crc = calculateCRC(request); request.append(crc & 0xFF); request.append((crc >> 8) & 0xFF); return request; } /// @brief 计算给定数据包的CRC-16校验值 ushort calculateCRC(const QByteArray& data){ int len = data.size(); unsigned short crc = 0xFFFF; for(int pos=0;pos<len;++pos){ crc ^= (unsigned char)data[pos]; // XOR byte into least sig. byte of crc for(int i=8;i!=0;i--){ // Loop over each bit if((crc & 0x0001)!=0){ // If the LSB is set crc >>= 1; // Shift right and XOR 0xA001 crc ^= 0xA001; }else{ crc >>= 1; // Else shift right } } } return crc; } ``` 以上代码片段提供了初始化串行接口设置、构造请求报文的功能[^1]。对于更复杂的应用场景可能还需要考虑错误重试机制、超时管理等功能模块的设计。 #### 发送命令并等待回应 最后一步是实际发出指令并通过监听事件获取返回的数据流： ```cpp connect(serial,&QSerialPort::readyRead,this,[this]()mutable{ while(serial->canReadLine()){ auto response = serial->readAll(); // 获取所有可用输入 processResponse(response); // 处理接收到的信息 } }); void sendCommand(const QByteArray& command){ serial->write(command); serial->waitForBytesWritten(-1); // 等待直到所有的字符都被写出 } ``` 上述方法适用于大多数情况下简单地向远程设备发起查询或控制动作的需求。当然这只是一个非常基础的例子，具体实施过程中还需参照目标系统的文档进一步调整细节部分[^2]。