c++ 使用libmodbus库实现modbus从站

<think>我们正在讨论如何使用libmodbus库在C++中实现Modbus从站通信。根据引用[1]，我们知道libmodbus是一个支持多平台的C库。虽然它是用C编写的，但可以在C++项目中使用。步骤：1.下载并安装libmodbus库。2.在C++代码中包含libmodbus头文件。3.创建modbus上下文（这里作为从站）。4.配置从站的参数（如从站ID、串口参数或网络参数）。5.映射寄存器（线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器）到内存。6.进入循环，监听并处理主站的请求。注意：由于libmodbus是C库，在C++中使用时，通常需要将包含头文件的语句放在`extern"C"`块中，以避免链接问题。示例代码框架：```cpp#include<cstdlib>#include<iostream>//使用extern"C"包含C库的头文件extern"C"{#include<modbus.h>}usingnamespacestd;intmain(){modbus_t*ctx=nullptr;intserver_socket;uint8_t*query;intrc;//创建RTU上下文（以RTU模式为例，从站地址为1）ctx=modbus_new_rtu("/dev/ttyUSB0",9600,'N',8,1);if(ctx==nullptr){cerr<<"Unabletocreatethelibmodbuscontext"<<endl;return-1;}//设置从站地址modbus_set_slave(ctx,1);//映射寄存器（根据需要设置）modbus_mapping_t*mb_mapping=modbus_mapping_new(500,500,500,500);if(mb_mapping==nullptr){cerr<<"Failedtoallocatethemapping:"<<modbus_strerror(errno)<<endl;modbus_free(ctx);return-1;}//连接（RTU模式不需要连接，但TCP需要）//如果是RTU模式，则直接使用串口，不需要连接。如果是TCP模式，则需要监听：//例如：ctx=modbus_new_tcp("127.0.0.1",502);//然后：server_socket=modbus_tcp_listen(ctx,1);//再使用modbus_tcp_accept接受连接//对于RTU模式，直接打开串口连接if(modbus_connect(ctx)==-1){cerr<<"Connectionfailed:"<<modbus_strerror(errno)<<endl;modbus_free(ctx);return-1;}//分配查询请求的内存query=newuint8_t[MODBUS_RTU_MAX_ADU_LENGTH];//循环处理请求while(true){rc=modbus_receive(ctx,query);if(rc!=-1){//处理请求，并填充响应modbus_reply(ctx,query,rc,mb_mapping);}else{//错误处理cerr<<"Receiveerror:"<<modbus_strerror(errno)<<endl;}}//清理delete[]query;modbus_mapping_free(mb_mapping);modbus_close(ctx);modbus_free(ctx);return0;}```注意：-这个例子是RTU模式的，如果是TCP模式，创建上下文和连接的方式不同。-在实际应用中，需要根据硬件和网络配置调整参数。-错误处理需要根据实际情况完善。引用[1]中提到的下载地址：http://libmodbus.org/download/可以获取库的源代码。安装步骤通常为：```bash./configuremakesudomakeinstall```在C++项目中，编译时需要链接libmodbus库。例如：```bashg++-omodbus_slavemodbus_slave.cpp-lmodbus```请根据实际平台调整。希望这个示例能帮助您开始使用libmodbus实现Modbus从站。</think>### 使用libmodbus在C++中实现Modbus从站通信 以下是使用libmodbus库在C++中实现Modbus从站（Slave）的完整步骤： #### 1. 安装libmodbus库 从官网下载并编译安装： ```bash wget https://libmodbus.org/releases/libmodbus-3.1.10.tar.gz tar xvf libmodbus-3.1.10.tar.gz cd libmodbus-3.1.10 ./configure make sudo make install ``` #### 2. C++项目配置 在CMakeLists.txt中添加： ```cmake find_package(PkgConfig REQUIRED) pkg_check_modules(LIBMODBUS REQUIRED libmodbus) include_directories(${LIBMODBUS_INCLUDE_DIRS}) target_link_libraries(your_target ${LIBMODBUS_LIBRARIES}) ``` #### 3. 核心代码实现 ```cpp #include <modbus/modbus.h> #include <iostream> #include <csignal> // 寄存器存储空间 modbus_mapping_t* mb_mapping = nullptr; modbus_t* ctx = nullptr; void signal_handler(int) { if (ctx) modbus_close(ctx); if (mb_mapping) modbus_mapping_free(mb_mapping); std::cout << "Modbus slave stopped" << std::endl; exit(0); } int main() { // 1. 创建TCP上下文（从站模式） ctx = modbus_new_tcp("0.0.0.0", 502); // 监听所有接口的502端口 if (!ctx) { std::cerr << "Failed to create context: " << modbus_strerror(errno) << std::endl; return 1; } // 2. 设置从站ID modbus_set_slave(ctx, 1); // 设置设备地址为1 // 3. 创建寄存器映射 mb_mapping = modbus_mapping_new( 500, // 线圈数量 (0x references) 500, // 离散输入数量 (1x references) 500, // 保持寄存器数量 (4x references) 500 // 输入寄存器数量 (3x references) ); if (!mb_mapping) { std::cerr << "Failed to create mapping" << std::endl; modbus_free(ctx); return 1; } // 4. 绑定端口并监听 int server_socket = modbus_tcp_listen(ctx, 1); // 最大连接数=1 if (server_socket < 0) { std::cerr << "Listen failed: " << modbus_strerror(errno) << std::endl; modbus_mapping_free(mb_mapping); modbus_free(ctx); return 1; } // 5. 设置信号处理 signal(SIGINT, signal_handler); std::cout << "Modbus slave running (Press Ctrl-C to stop)" << std::endl; // 6. 主处理循环 uint8_t query[MODBUS_TCP_MAX_ADU_LENGTH]; while (true) { // 等待主站连接 int client_socket = modbus_tcp_accept(ctx, &server_socket); if (client_socket < 0) continue; while (true) { // 接收请求 int rc = modbus_receive(ctx, query); if (rc <= 0) break; // 连接断开或错误 // 处理请求并回复 rc = modbus_reply(ctx, query, rc, mb_mapping); if (rc < 0) break; } close(client_socket); // 关闭客户端连接 } } ``` #### 4. 关键配置说明 1. **通信模式**： - TCP：`modbus_new_tcp("0.0.0.0", 502)` - RTU：`modbus_new_rtu("/dev/ttyS0", 9600, 'N', 8, 1)` 2. **寄存器类型**： - 线圈 (Coils)：`mb_mapping->tab_bits`（可读写布尔值） - 保持寄存器：`mb_mapping->tab_registers`（可读写16位值） - 输入寄存器：`mb_mapping->tab_input_registers`（只读16位值） 3. **从站地址**： - `modbus_set_slave(ctx, 1)`设置设备地址 #### 5. 功能扩展建议 1. **寄存器操作**： ```cpp // 设置保持寄存器值 mb_mapping->tab_registers[0] = 0x1234; // 设置地址0的值为0x1234 // 读取线圈状态 bool coil1 = mb_mapping->tab_bits[0]; ``` 2. **数据同步**： - 添加互斥锁保护寄存器访问 - 实现共享内存或线程安全队列 3. **协议扩展**： - 支持Modbus功能码05（写单个线圈） - 实现异常响应（错误码+0x80） #### 6. 测试方法 使用`modbus_cli`工具测试： ```bash # 读取保持寄存器 modbus read -a 1 -t 4 -c 1 127.0.0.1 40001 ```