用stm32最小核心板，完成一个 modbus接口的温湿度Slave设备，能够让上位机PC通过modbus协议获取温湿度，不用RS485直接用无线高速DAP调试器与电脑的USB连接实现串口通信

<think>好的，我现在要帮用户解决用STM32最小核心板做一个Modbus Slave设备的问题，让上位机PC通过Modbus协议获取温湿度，并且使用无线高速DAP调试器通过USB连接，不用RS485。首先，我需要理清楚整个系统的组成部分和实现步骤。 首先，用户提到使用STM32最小核心板，所以硬件方面需要确认核心板的型号，比如STM32F103C8T6，这样的板子是否有足够的GPIO和串口资源。然后，温湿度传感器，常见的有DHT11、DHT22或者更精确的SHT3x系列。需要根据用户的需求选择合适的传感器，比如精度和响应速度。 接下来是Modbus Slave的实现。Modbus协议通常有RTU和ASCII两种模式，这里用户提到用串口通信，所以应该是Modbus RTU。不过用户想通过无线DAP调试器连接电脑，这里可能需要明确，DAP调试器通常用于调试和程序下载，但如果是无线的话，可能需要通过USB虚拟串口（CDC）来实现通信。也就是说，STM32的USB接口需要配置成虚拟串口，这样PC端就可以通过USB识别为一个COM端口，进而通过Modbus协议通信。 然后，软件部分需要处理几个方面：温湿度传感器的数据采集、Modbus协议栈的实现、USB虚拟串口的配置。对于STM32，可以使用HAL库或者标准外设库来开发。Modbus协议部分，可能需要实现从机地址、寄存器映射，以及处理上位机发来的Modbus请求，比如03功能码读取保持寄存器。 需要确认Modbus寄存器的地址分配，比如温度值存放在哪个寄存器，湿度值放在哪里。例如，温度存在40001，湿度在40002，这样上位机读取这两个地址即可。 接下来是USB虚拟串口的配置。STM32的USB CDC类库可能需要正确初始化，确保数据传输的稳定性。无线DAP调试器可能指的是通过SWD接口无线调试，但实际通信还是通过USB虚拟串口，所以可能需要确保USB通信的速率和稳定性，比如波特率设置正确，数据无丢失。 然后，整合各部分代码：初始化传感器，定时读取数据，更新到Modbus寄存器中；处理USB接收的Modbus请求，并返回相应的数据。需要注意的是，Modbus RTU的帧格式包括从机地址、功能码、数据、CRC校验等，需要正确解析和生成响应帧。 可能的难点在于USB虚拟串口的稳定性和Modbus协议的准确实现。需要测试USB通信是否可靠，尤其是在高速传输下是否有数据丢失。此外，Modbus的CRC校验需要正确计算，否则上位机无法识别响应。 最后，上位机部分需要配置Modbus主站软件，比如Modbus Poll，设置正确的串口参数，如波特率、数据位、停止位、校验位，并测试读取寄存器是否成功。 总结步骤应该是：硬件连接（传感器和USB配置）、软件配置（USB虚拟串口、Modbus协议处理、传感器驱动）、测试与调试。需要分步实现每个模块，确保每个部分正常工作后再整合。</think>好的，下面分步骤介绍如何实现基于STM32最小核心板的Modbus温湿度Slave设备： --- ### **一、系统架构** ``` [STM32最小核心板] ├── 温湿度传感器（如DHT22/SHT30） ├── USB虚拟串口（通过DAP调试器与PC通信） └── Modbus RTU协议栈（Slave模式） ``` --- ### **二、硬件准备** 1. **STM32核心板** - 推荐型号：STM32F103C8T6（支持USB和串口） - 需确认调试器支持虚拟串口功能（如ST-Link V2或CMSIS-DAP） 2. **温湿度传感器** - **DHT22**：单总线协议，成本低 - **SHT30**：I2C接口，精度更高 3. **USB连接** - 直接通过DAP调试器的USB接口实现虚拟串口通信，无需RS485芯片。 --- ### **三、软件实现步骤** #### **1. 配置USB虚拟串口** - **CubeMX配置** 1. 启用USB设备模式（Device Mode） 2. 选择`CDC/ACM (Virtual COM Port)`类 3. 设置USB中断优先级（建议高于Modbus定时器） - **代码实现** ```c // 在usbd_cdc_if.c中处理数据收发 int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len) { modbus_process(Buf, *Len); // 将接收数据传给Modbus解析 return USBD_OK; } ``` #### **2. 读取温湿度传感器** - **DHT22示例（单总线）** ```c void DHT22_Read(float *temp, float *humi) { // 发送启动信号，读取40位数据 // 解析温度湿度值 } ``` - **SHT30示例（I2C）** ```c void SHT30_Read(float *temp, float *humi) { uint8_t cmd[2] = {0x2C, 0x06}; // 高精度测量指令 HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, 0x44<<1, cmd, 2, 100); HAL_Delay(20); HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, 0x44<<1, rx_buf, 6, 100); // 解析数据 } ``` #### **3. 实现Modbus RTU Slave** - **寄存器映射** | 寄存器地址 | 数据 | 说明 | |------------|----------------|---------------| | 0x0000 | 温度值（×10） | 例如25.5℃存为255 | | 0x0001 | 湿度值（×10） | 例如60.2%存为602 | - **协议解析核心代码** ```c void modbus_process(uint8_t *data, uint16_t len) { if (data[0] != SLAVE_ADDR) return; // 检查从机地址 uint16_t crc = crc16(data, len-2); // 计算CRC if (crc != (data[len-1]<<8 | data[len-2])) return; switch(data[1]) { // 功能码 case 0x03: // 读取保持寄存器 handle_read_holding_registers(&data[2]); break; } } ``` #### **4. 主程序逻辑** ```c int main(void) { HAL_Init(); MX_USB_DEVICE_Init(); MX_I2C_Init(); // 若用SHT30 while(1) { float temp, humi; SHT30_Read(&temp, &humi); // 更新数据 holding_reg[0] = (uint16_t)(temp * 10); // 温度存入寄存器0 holding_reg[1] = (uint16_t)(humi * 10); // 湿度存入寄存器1 HAL_Delay(1000); // 每秒更新一次 } } ``` --- ### **四、上位机配置** 1. **串口参数** - 波特率：115200 - 数据位：8 - 停止位：1 - 校验位：None 2. **Modbus工具设置** - 使用Modbus Poll等软件 - 从机地址：1 - 读取寄存器：40001（温度），40002（湿度） --- ### **五、调试要点** 1. **USB枚举问题** - 确保PC正确识别虚拟串口（安装STM32 VCP驱动） 2. **Modbus CRC校验** - 使用在线工具验证CRC计算是否正确 3. **数据精度处理** - 若需小数点，可将数据放大10倍后以整数传输 --- ### **六、扩展优化** 1. 添加异常响应（功能码+0x80） 2. 实现写寄存器功能（如控制LED） 3. 改用FreeMODBUS开源库简化开发 通过以上步骤，即可实现一个通过USB虚拟串口通信的Modbus温湿度从机设备。