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直接用无线串口

<think>嗯，用户想用STM32最小核心板做一个Modbus从机设备，通过无线串口让上位机PC读取温湿度。首先得确认硬件部分需要哪些东西。STM32核心板的话，可能选F103C8T6这种常见的型号，成本低，资源足够。温湿度传感器，常见的有DHT11、DHT22或者SHT20，不过DHT11精度一般，可能用户需要更高精度的，但如果是基础应用，DHT11也够用。无线串口模块，可能用的是HC-05蓝牙模块，或者ESP8266这样的WiFi模块，或者NRF24L01之类的射频模块。不过用户提到不用RS485直接用无线，所以需要选一个合适的无线通信模块，比如蓝牙或者WiFi，这样通过串口透传数据。 接下来是软件部分，需要实现Modbus RTU或者Modbus ASCII协议。不过用户用的是无线串口，可能还是用Modbus RTU，因为通常RTU在串口上更常见。不过无线传输可能会有延迟或者丢包的问题，需要考虑超时和错误处理。需要确认Modbus的从机地址、寄存器地址分配。温湿度数据需要存储到保持寄存器中，比如40001这样的地址。 然后，需要配置STM32的串口，可能使用USART1，波特率设置为9600或者19200，无线模块的波特率要匹配。然后编写Modbus协议解析的部分，包括处理上位机发送的03功能码（读取保持寄存器）的请求，正确返回温湿度的数据。温湿度传感器可能需要通过单总线或者I2C接口读取数据，比如DHT11是单总线，需要时序控制，而SHT30是I2C，可能更稳定一些。 需要确认无线模块的通信方式，比如蓝牙模块配置成从机模式，和PC配对后，PC端通过虚拟串口接收数据。或者使用ESP8266连接WiFi，建立TCP连接，不过Modbus通常用串口，可能需要将TCP转换成RTU，但用户可能希望直接用无线串口，所以可能还是用蓝牙透传模式。 在代码结构上，需要初始化外设：串口、无线模块、传感器。主循环中不断读取传感器数据，存储到寄存器数组中，并处理Modbus请求。Modbus的CRC校验需要正确实现，否则上位机无法识别响应。 可能遇到的问题包括：无线模块的稳定性，Modbus响应时间超时，CRC计算错误，寄存器地址映射不正确。调试时可以用USB转串口先测试有线连接，确保Modbus协议正确，再切换到无线模块。另外，上位机软件如Modbus Poll需要正确配置从机地址、寄存器地址、波特率等参数。 还需要考虑电源问题，无线模块和传感器的工作电流是否在STM32核心板的供电能力范围内，可能需要外部电源。如果使用电池供电，低功耗设计可能也需要考虑，但用户可能暂时不需要。 总结步骤：硬件选型→连接电路→配置外设→编写传感器驱动→实现Modbus协议→测试调试→优化稳定性。可能需要查阅STM32的HAL库或者标准外设库的资料，以及Modbus协议规范，确保每个环节正确。</think>好的，我将分步骤介绍如何基于STM32最小核心板实现无线Modbus温湿度从机设备： --- ### 一、硬件准备 1. **核心板**：STM32F103C8T6（性价比高，资源充足） 2. **温湿度传感器**：DHT22（单总线协议）或SHT30（I2C协议） 3. **无线模块**： - **蓝牙方案**：HC-05/HC-06（透传模式） - **WiFi方案**：ESP8266（AT指令透传） - **2.4G方案**：NRF24L01+（需编写协议栈） --- ### 二、硬件连接 以**STM32F103C8T6 + DHT22 + HC-05**为例： ``` DHT22_DATA → PA1 HC-05_TX → PA3 (USART2_RX) HC-05_RX → PA2 (USART2_TX) HC-05_VCC → 3.3V HC-05_GND → GND ``` --- ### 三、软件设计 #### 1. 开发环境配置 - 使用STM32CubeMX生成基础代码（USART、TIM等配置） - 波特率建议：9600/19200（与无线模块匹配） #### 2. 传感器驱动 ```c // DHT22读取示例（伪代码） void DHT22_Read(float *temp, float *humi) { // 发送起始信号 HAL_GPIO_WritePin(DHT22_GPIO, DHT22_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(18); HAL_GPIO_WritePin(DHT22_GPIO, DHT22_PIN, GPIO_PIN_SET); // 读取40位数据... } ``` #### 3. Modbus协议实现 **寄存器地址分配**： | 寄存器地址 | 数据 | 说明 | |------------|-------------|---------------| | 0x0000 | 温度值×100 | 16位无符号整数| | 0x0001 | 湿度值×100 | 16位无符号整数| **功能码处理**： ```c void Modbus_Process(uint8_t *rxBuf) { if(rxBuf[1] == 0x03) { // 读保持寄存器 uint16_t startAddr = (rxBuf[2]<<8)|rxBuf[3]; uint16_t regNum = (rxBuf[4]<<8)|rxBuf[5]; // 构造响应帧 uint8_t txBuf[5 + 2*regNum]; txBuf[0] = SLAVE_ADDR; txBuf[1] = 0x03; txBuf[2] = 2*regNum; // 填充寄存器数据 for(int i=0; i<regNum; i++){ txBuf[3+2*i] = regTable[startAddr+i] >> 8; txBuf[4+2*i] = regTable[startAddr+i] & 0xFF; } // 添加CRC校验 uint16_t crc = CRC16(txBuf, 3 + 2*regNum); txBuf[3+2*regNum] = crc >> 8; txBuf[4+2*regNum] = crc & 0xFF; HAL_UART_Transmit(&huart2, txBuf, sizeof(txBuf), 100); } } ``` --- ### 四、关键问题解决 1. **无线稳定性**： - 添加数据重传机制 - 使用硬件流控（CTS/RTS）控制 - 设置合理的超时时间（建议300-500ms） 2. **Modbus CRC校验**： ```c uint16_t CRC16(uint8_t *buf, int len) { uint16_t crc = 0xFFFF; for(int pos=0; pos<len; pos++){ crc ^= (uint16_t)buf[pos]; for(int i=8; i!=0; i--){ if((crc & 0x0001) != 0){ crc >>= 1; crc ^= 0xA001; } else { crc >>= 1; } } } return crc; } ``` --- ### 五、上位机配置 1. **Modbus调试工具**：Modbus Poll、QModMaster 2. **参数设置**： - 从机地址：1（默认） - 寄存器地址：40001（温度）、40002（湿度） - 波特率：与无线模块一致 - 数据格式：16位无符号整数（实际值=寄存器值/100） --- ### 六、优化建议 1. **电源管理**：添加低功耗模式（停机模式+RTC唤醒） 2. **数据滤波**：采用滑动平均算法处理传感器数据 3. **异常处理**：添加看门狗防止程序跑飞 --- ### 七、测试流程 1. 用USB-TTL测试有线通信 2. 验证单个Modbus指令响应 3. 连接无线模块测试 4. 压力测试（连续读取1小时） 通过以上步骤，即可实现一个稳定可靠的无线Modbus温湿度采集系统。实际开发中建议使用STM32CubeIDE配合逻辑分析仪调试时序问题。