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ModBus协议部分功能码设计与实现方法（QT环境）

2023-10-27

写在前面

资源
QT环境下实现资源

1.调研

1.1 什么是Modbus?

​ Modbus由MODICON公司于1979年开发，是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议：ModbusTCP。

Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。

​ 标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS485和以太网接口，采用master/slave方式通信。

常用串行接口区别RS232与RS485

RS232传输电平信号

​ 接口的信号电平值较高(信号“1”为“-3V至-15V”,信号“0”为“3至15V”)，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平(0“<0.8v”,1“>2.0V”)不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。另外抗干扰能力差。

RS485传输差分信号

​ 逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

通讯距离长短

RS232：

​ RS232传输距离有限，最大传输距离标准值为15米，且只能点对点通讯，最大传输速率最大为20kB/s。

RS485：

​ RS485最大无线传输距离为1200米。最大传输速率为10Mbps，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离。

采用阻抗匹配、低衰减的专用电缆可以达到1800米！超过1200米，可加中继器（最多8只），这样传输距离接近10Km。

能否支持多点通讯

​ **RS232：**RS232接口在总线上只允许连接1个收发器，不能支持多站收发能力，所以只能点对点通信，不支持多点通讯。

​ **RS485：**RS485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站通讯能力，这样用户可以利用单一的RS485接口方便地建立起设备网络。

通讯线的差别

RS232：

可以采用三芯双绞线、三芯屏蔽线等。

RS485：

可以采用两芯双绞线、两芯屏蔽线等。

在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为120Ω）的RS485专用电缆（STP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG），而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG）。

补充：

​ 即然RS232传输距离只有15米这么短，那么有什么作用呢？

​ 其实它的应用非常广泛，可以连接各种设备，例如监控、其它的设备升级或调试等都可能需要用到它。功能与USB比较接近，随着USB端口的越来越普遍，将会出现更多的把USB转换成RS-232或其它接口的转换装置。

​ 通过USB接口可连接更多的RS-232设备，不仅可获得更高的传输速度，实现真正的即插即用，同时解决了USB接口不能远距离传输的缺点(USB通讯距离在5米内）。

1.2 使用Modbus有什么好处

​ 在城市轻轨风机控制系统中，变频器凭借着其变频节能，能软启，可调速等特点有着广泛的应用。但变频器本身对数据的计算、存储、分析能力不足，智能化程度不高等缺点也越发明显。传统的控制常采用硬接线方式，只能单纯的实现控制，但对变频器内部的信息不能查询也无法控制。而RS-485协议通信方法控制变频器方式编程工作量较大。通过变频器与PLC通信能有效的避免这些不足，提高变频器控制的自动化水平。

​ Modbus是被广泛应用于PLC与变频器通信的网络协议。采用Modbus通信方式，速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单等优点。在城市轻轨单向运转的耐高温轴流排热风机控制项目中，风机变频器就是通过Modbus的通信方式实现的，通过Modbus通信将变频器中的电气参数如电流、电压、运行频率和报警信息传送到PLC中，实现PLC对风机启动，旁路切换等自动控制和状态监控。

1.3 Modbus的应用场景

​ Modbus RTU通常具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。广泛应用于智慧水利、智慧环保、工业物联网、智慧市政等，如：水文远程监控、水资源远程监测、水源井远程监控、山洪灾害监测、地质灾害监测、河道监测预警、气象监测、泵站远程监控、污染源远程监控等远程测控领域。

1.4 技术点验证

QT串口通信验证

​ QT 的串口通信，QT为我们提供了一个用于串口通信的类QSerialPort，该类可以帮助我们实现串口通信，在QT中我编写了一个案例验证了是可以实现串口通信的。

​ 首先是创建一个QSerialPort对象，然后调用对应的方法设置串口号等参数，例如调用setPortName方法设置端口号。当串口成功打开后，QSerialPort对象会监听IO口是否有数据，当有数据时会发出readyRead信号，我们只需要编写一个槽去接收即可，当向串口写入数据时，我们只需要调用QSerialPort对象的write方法即可。

QT网络通信验证

​ QT 的网络通信，在Qt中提供了QTcpSocket类来编写客户端程序，使用QTcpServer类编写服务器端程序。我们在服务器端进行端口的设置，一旦发现客户端的连接请求，就会发出newConnection()信号，可以关联这个信号到我们自己的槽进行数据的读取和发送。而在客户端，一旦有数据到来就会发出readyRead()信号，可以关联此信号进行数据的接收。

2.Modbus的整体设计流程

2.1 Modbus_RTU 从站总体设计流程

​ Modbus_RTU从站项目，我是基于QT 5.6.3 版本开发的，使用的是C++作为开发语言，下面是我的项目的目录结构。

在这里插入图片描述

文件夹名称 存放文件类型
analysis 存放用于报文解析的类文件
uartPort 存放串口通信的类文件
dataini 存放寄存器和线圈数据的ini文件
logi 存放通信历史信息的txt文件
utils 存放用到的辅助工具类文件

RTU从站项目总体框图如下所示：

在这里插入图片描述

RTU从站总体流程图

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 主程序启动后进行界面初始化，界面初始化完成后，开启串口线程，和数据解析线程。串口线程负责数据的收发，数据解析线程负责对接收到的报文进行解析。

​ 当用户在界面上配置好串口参数后，例如串口号，波特率等，用户点击打开串口按钮，UI线程会向串口线程发送upCfg2Uart信号，串口线程会执行对应的槽函数打开串口，如果打开失败，串口线程会向UI线程发送errOccurred信号，UI线程会执行对应的槽函数弹出错误提示框。

​ 当串口的readyread信号被触发表明有数据到来，这时串口线程开启定时器，当定时器时间溢出后，表明接收完了一帧数据，将会发送readyread(sendArray)信号并停止定时器，UI线程会执行对应的槽函数。

​ 当数据解析线程接收到UI线程的Start信号后，数据解析线程会执行对应的槽函数，进行数据的解析，当数据解析完毕后，会向UI线程发送analysis_over信号UI线程会执行对应的槽函数向串口线程发送sendData2Uart信号，串口线程会执行对应的槽函数进行数据发送。

​ 当用户退出程序后结束。

2.2 Modbus_RTU 主站总体设计流程

​ Modbus_RTU主站项目，我是基于QT 5.6.3 版本开发的，使用的是C++作为开发语言，下面是我的项目的目录结构。

在这里插入图片描述

文件夹名称 存放文件类型
modbusmsg 存放用于报文解析的类文件
uartPort 存放串口通信的类文件
config 存放寄存器和线圈数据的ini文件，通信历史信息的txt文件
utils 存放用到的辅助工具类文件

RTU主站项目总体框图如下所示：

在这里插入图片描述

RTU主站总体流程图

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 主程序启动后进行界面初始化，界面初始化完成后，开启串口通信线程，和数据封装线程。串口通信线程负责数据的收发，数据封装线程负责对请求报文进行封装。

​ 当用户在界面上配置好串口参数后，例如串口号，波特率等，用户点击打开串口按钮，UI线程会向串口线程发送upCfg2Uart信号，串口线程会执行对应的槽函数打开串口，如果打开失败，串口线程会向UI线程发送errOccurred信号，UI线程会执行对应的槽函数弹出错误提示框。

​ 当用户配置好数据信息后点击发送按钮后，会发送信号给数据封装线程。

​ 当数据封装线程接收到UI线程的Start信号后，会进行报文的封装，封装完毕后会发送package_over信号给主线程，主线程发送信号给串口通信线程去发送数据。

​ 当用户退出程序后结束。

2.3 Modbus_TCP 从站总体设计流程

Modbus_TCP从站项目，我是基于QT 5.6.3 版本开发的，使用的是C++作为开发语言，下面是我的项目的目录结构。
在这里插入图片描述

文件夹名称 存放文件类型
analysis 存放用于报文解析的类文件
network 存放网络通信的类文件
dataini 存放寄存器和线圈数据的ini文件
logi 存放通信历史信息的txt文件
utils 存放用到的辅助工具类文件

TCP从站项目总体框图如下所示：

在这里插入图片描述

TCP从站总体流程图
在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 主程序启动后进行界面初始化，界面初始化完成后，开启网络通信线程，和数据解析线程。网络通信线程负责数据的收发，数据解析线程负责对接收到的报文进行解析。

​ 当用户在界面上配置好网络通信参数后，例如IP地址，端口号，用户点击监听按钮，会创建Myserver对象并调用listen方法进行监听。

​ 当MySocket的readyread信号被触发表明有数据到来，这时会执行deal_readyRead槽函数接收数据，当数据接收完成后会向UI线程发送AddMessage和revcMsg信号。

​ 当数据解析线程接收到UI线程的Start信号后，数据解析线程会执行对应的槽函数，进行数据的解析，当数据解析完毕后，会向UI线程发送analysis_over信号UI线程会执行对应的槽函数向网络线程发送WriteMessage信号，网络线程会执行对应的槽函数进行数据发送。

​ 当用户退出程序后结束。

2.4 Modbus_TCP 主站总体设计流程

​ Modbus_TCP主站项目，我是基于QT 5.6.3 版本开发的，使用的是C++作为开发语言，下面是我的项目的目录结构。

在这里插入图片描述

文件夹名称 存放文件类型
modbusmsg 存放用于报文解析的类文件
config 存放寄存器和线圈数据的ini文件，通信历史信息的txt文件
utils 存放用到的辅助工具类文件

TCP主站项目总体框图如下所示：

在这里插入图片描述

TCP主站总体流程图

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 主程序启动后进行界面初始化，界面初始化完成后，开启网络通信线程，和数据封装线程。网络通信线程负责数据的收发，数据封装线程负责对接收到的报文进行封装。

​ 当用户在界面上配置好网络通信参数后，例如IP地址，端口号，用户点击监听按钮，会创建Myserver对象并调用connect方法进行连接。

​ 当用户配置好数据信息后点击发送按钮后，会发送信号给数据封装线程。

​ 当数据封装线程接收到UI线程的封装信号后，数据封装线程会执行对应的槽函数，进行数据的封装，当数据封装完毕后，会向UI线程发送pack_over信号UI线程会执行对应的槽函数向网络线程发送WriteMessage信号，网络线程会执行对应的槽函数进行数据发送。

当用户退出程序后结束。

3.详细设计

3.1 Modbus_RTU 从站详细设计流程

​ RTU从站详细分为以下几个模块，界面布局模块，串口通信模块，报文解析模块，历史信息记录模块，系统时间显示模块。下面分别详细介绍实现方案。

3.1.1 界面布局

RTU从站界面布局如下图所示：

在这里插入图片描述

3.1.2 串口模块设计

串口类（uartPort）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void openError(bool); 传输串口开闭标志给主线程
void readyread(QByteArray); 传输读取的串口数据给主线程
void errOccurred(QString); 传输串口错误信息给主线程
槽 描述
void updateComCfg(comcfg_t cfg); 主线程传入串口配置信息后打开串口
void readyRead(); 串口对象接受导数据后执行
void writeData(QByteArray); 接收到主线程数据后通过串口发送
void timerOut(); 数据帧间隔处理槽

串口类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当用户点击打开串口按钮，UI线程会向串口线程发送upCfg2Uart信号，串口线程会执行对应的槽函数打开串口，如果打开失败，串口线程会向UI线程发送errOccurred信号，UI线程会执行对应的槽函数弹出错误提示框。

​ 当串口的readyread信号被触发表明有数据到来，这时串口线程开启定时器，当定时器时间溢出后，表明接收完了一帧数据，将会发送readyread(sendArray)信号并停止定时器，UI线程会执行对应的槽函数。

​ 当用户点击关闭串口按钮后，UI线程会向串口线程发送closeUart信号，串口线程会执行对应的槽函数关闭串口并销毁串口对象。

3.1.3 报文解析模块设计

报文分析类（analysis）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void analysis_over(QByteArray ba); 回应报文
void wirtTablec(quint16 num, quint16 satrtaddr,QString bac); 传输数据给主线程显示写入线圈状态
void wirtTabler(quint16 num, quint16 satrtaddr,quint16 bar[]); 传输数据给主线程显示写入寄存器数据
槽 描述
void recvModbusMsg(QByteArray msg,quint8 addr); 接收报文
void readIniCoilTobyte(QByteArray &ba,quint16 startaddr,quint16 num); 封装ini线圈状态to byte
void readByteToCoilIni(QByteArray ba,quint16 startaddr,quint16 num); 封装字节数据to ini线圈状态
void parse_Modbus_MB_satae(MB_satae); 状态处理
void parse_Modbus_True_Msg(QByteArray msg); 正常帧处理
void parse_Modbus_Exception_Handling03(); void parse_Modbus_Exception_Handling02(); void parse_Modbus_Exception_Handling01(); 异常处理
MB_satae parse_Modbus_Msg(QByteArray msg); 解析报文查询状态
void func_01(); void func_03(); void func_0f(); void func_10(); 功能码处理函数

报文分析类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当数据解析线程接收到UI线程的Start信号后，数据解析线程会执行void recvModbusMsg(QByteArray msg,quint8 addr)槽函数接收数据，recvModbusMsg槽函数会调用parse_Modbus_MB_satae进行数据的解析给出报文状态。

1.MB_SLAVE_STATE_PACKET_OTHER 状态:不做响应
Modbus正常报文须满足小于256字节，大于8个字节，CRC校验是否满足条件，当接收到的报文不满足这个条件是会返回

MB_SLAVE_STATE_PACKET_OTHER状态。

2.MB_SLAVE_STATE__ADDR_ERROR状态：从机地址异常。

​ 当发送的报文不是给本机时返回

MB_SLAVE_STATE__ADDR_ERROR

3.MB_SLAVE_STATE_DATA_ERROR状态：数据范围异常

​ Modbus正常报文须满足小于256字节，大于8个字节，读线圈数量需满足小于等于2000，写线圈需满足小于等于1968，读寄存器需满足小于125，写寄存器需满足小于123。如果条件不满足返回

MB_SLAVE_STATE_DATA_ERROR状态。

4.MB_SLAVE_STATE_DATAADDR_ERROR状态：数据地址异常

​ Modbus地址范围0~65535，当数量OK且数量+起始地址OK。如果不满足返回

MB_SLAVE_STATE_DATAADDR_ERROR状态。

5.MB_SLAVE_STATE_FUNCTION_ERROR状态：功能码错误。

​ 当报文里不是允许的功能码返回该状态。

6.MB_SLAVE_STATE_PACKET_PROCESS状态：一切正常。

​ 当报文没有问题返回该状态。

处理完毕后调用parse_Modbus_MB_satae对状态进行处理，根据状态去执行对应的槽，执行完毕后会向UI线程发送analysis_over信号。

3.1.4 历史信息记录模块设计

历史信息记录处理流程：

在这里插入图片描述

​ 开启一个定时器，并定时两分钟中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取界面通信历史信息，并将信息写入到TXT文件中。

3.1.5 系统时间显示模块设计

系统时间显示处理流程：

在这里插入图片描述

开启一个定时器，并定时1秒中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取系统时间，并更新系统时间。

3.2 Modbus_RTU 主站详细设计流程

3.2.1 界面布局

RTU主站界面布局如下图所示

3.2.1.1 主界面布局

在这里插入图片描述

3.2.1.2 数据设置界面布局

在这里插入图片描述

3.2.1.3 历史信息显示界面

在这里插入图片描述

3.2.2 串口模块设计

串口类（uartPort）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void openError(bool); 传输串口开闭标志给主线程
void readyread(QByteArray); 传输读取的串口数据给主线程
void errOccurred(QString); 传输串口错误信息给主线程
槽 描述
void updateComCfg(comcfg_t cfg); 主线程传入串口配置信息后打开串口
void readyRead(); 串口对象接受导数据后执行
void writeData(QByteArray); 接收到主线程数据后通过串口发送
void timerOut(); 数据帧间隔处理槽

串口类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当用户点击打开串口按钮，UI线程会向串口线程发送upCfg2Uart信号，串口线程会执行对应的槽函数打开串口，如果打开失败，串口线程会向UI线程发送errOccurred信号，UI线程会执行对应的槽函数弹出错误提示框。

​ 当串口的readyread信号被触发表明有数据到来，这时串口线程开启定时器，当定时器时间溢出后，表明接收完了一帧数据，将会发送readyread(sendArray)信号并停止定时器，UI线程会执行对应的槽函数。

​ 当用户点击关闭串口按钮后，UI线程会向串口线程发送closeUart信号，串口线程会执行对应的槽函数关闭串口并销毁串口对象。

3.2.3 报文封装模块设计

报文封装类（modbusmsg）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void package_over(QByteArray package_msg); 报文封装完成
void showMsgtoUi(QString); 显示日志信息到ui线程
槽 描述
void packageSartc(quint8,quint8,quint16,QList,QByteArray ba,quint16 cnums); 主线程传入数据开始处理100f功能报文
void packageSartr(quint8 addr,quint8 funcode,quint16 startaddr,quint16 numreg); 主线程传入数据开始处理0103功能报文
void funCode01(quint8 addr,quint16 startaddr,quint16 numreg); void funCode03(quint8 addr,quint16 startaddr,quint16 numreg); void funCode0f(quint8 addr,quint16 startaddr,QList,QByteArray ba,quint16 cnums); void funCode10(quint8 addr,quint16 startaddr,QList); 报文封装函数

报文封装类处理流程：

​在这里插入图片描述

	当用户配置好数据信息后点击发送按钮后，会发送信号给数据封装线程。

​ 当数据封装线程接收到UI线程的Start信号后，会进行报文的封装，封装完毕后会发送package_over信号给主线程，主线程发送信号给串口通信线程去发送数据。

3.2.4 历史记录查看模块

当用户点击查看按钮时

1.判断有无文件路径

2.如果有文件路径则进入显示历史消息函数进行显示

3.如果没有文件路径先弹出对话框进行选择路径

4.如果选择路径为空则提示打开失败

5.如果路径合法则提示成功，并进入显示历史消息函数进行显示

历史信息显示处理流程：
在这里插入图片描述

3.2.5 系统时间显示模块

系统时间显示处理流程：

在这里插入图片描述

开启一个定时器，并定时1秒中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取系统时间，并更新系统时间。

3.3 Modbus_TCP 从站详细设计流程

​ TCP从站详细分为以下几个模块，界面布局模块，网络通信模块，报文解析模块，历史信息记录模块，系统时间显示模块。下面分别详细介绍实现方案。

3.1.1 界面布局

TCP从站界面布局如下图所示：
在这里插入图片描述

3.1.2 myserver类设计

TCP服务端（myserver）设计：

​ myserver类继承与QTCPServer类，我重写了QTCPServer类的void incomingConnection(qintptr socketDescriptor)方法，当有客户端连接时会自动执行改槽。

​ 主要信号与槽设计

槽 描述
void SetThread(int num); 设置最大线程数
int GetMinLoadThread(); 获取最少线程数
void incomingConnection(qintptr socketDescriptor); 重写的
void AddInf(MySocket* mysocket,int index); 添加客户端套接字的信息
void RemoveInf(MySocket* mysocket); 移除客户端的套接字信息

myserver类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当用户设置好ip和端口信息后点击监听按钮，会进行监听，当有客户端连接时会发送Create信号去创建套接字对象，当创建成功后会发送AddList信号将创建成功的套戒字信息添加到列表中，当客户端断开时会发送RemoveList信号将对应的客户端信息从列表中移除。

​ 然后等待新的客户端连接进来。

3.1.2 mysocket类设计

TCP服务端（mysocket）设计：

​ mysocket类继承与QTcpSocket类。

主要信号与槽设计

信号 描述
void AddMessage(QByteArray msg); 发送给UI显示
void revcMsg(QByteArray msg); 接收客户端数据
void WriteMessage(QByteArray ba); UI发送过来数据
void DeleteSocket(); 主动关闭socket
槽 描述
void deal_readyRead(); 读取数据槽函数
void deal_disconnect(); 断开连接槽函数
void deal_write(QByteArray ba); 写入数据槽函数

​ mysocket类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当建立好连接后该类负责数据的读取和发送，当有数据到来时会触发readyRead信号去执行deal_readyRead槽去接收数据当数据接收完毕后会向UI线程发送AddMessage和revcMsg信号。

​ 当WriteMessage信号被触发时，会执行deal_write槽去写数据。

​ 当DeleteSocket或Disconnected信号被触发时会断开连接。

3.1.3 mythread类设计

TCP服务端（mythread）设计：

	mythread类继承与QThread类，重写run方法。SocketHelper类用于创建套接字对象并加入到线程中。

SocketHelper类主要信号与槽设计

信号 描述
void Create(qintptr socketDescriptor,int index); 创建套接字对象
void AddList(MySocket* tcpsocket,int index); 添加信息套接字信息
void RemoveList(MySocket* tcpsocket); 移除信息套接字信息
槽 描述
void CreateSocket(qintptr socketDescriptor,int index); 创建一个socket,传入socket通信标识符，和线程编号

​ mythread类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当有新的客户端连接进来时会触发Creat信号去创建Socket对象，当创建完毕后会发送Addlist信号，当连接断开会发送RemoveList。

3.1.3 报文解析模块设计

报文分析类（analysis）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void analysis_over(QByteArray ba); 回应报文
void wirtTablec(quint16 num, quint16 satrtaddr,QString bac); 传输数据给主线程显示写入线圈状态
void wirtTabler(quint16 num, quint16 satrtaddr,quint16 bar[]); 传输数据给主线程显示写入寄存器数据
槽 描述
void recvModbusMsg(QByteArray msg,quint8 addr); 接收报文
void readIniCoilTobyte(QByteArray &ba,quint16 startaddr,quint16 num); 封装ini线圈状态to byte
void readByteToCoilIni(QByteArray ba,quint16 startaddr,quint16 num); 封装字节数据to ini线圈状态
void parse_Modbus_MB_satae(MB_satae); 状态处理
void parse_Modbus_True_Msg(QByteArray msg); 正常帧处理
void parse_Modbus_Exception_Handling03(); void parse_Modbus_Exception_Handling02(); void parse_Modbus_Exception_Handling01(); 异常处理
MB_satae parse_Modbus_Msg(QByteArray msg); 解析报文查询状态
void func_01(); void func_03(); void func_0f(); void func_10(); 功能码处理函数

报文分析类处理流程：

在这里插入图片描述

上述流程描述：

​ 当数据解析线程接收到UI线程的Start信号后，数据解析线程会执行void recvModbusMsg(QByteArray msg,quint8 addr)槽函数接收数据，recvModbusMsg槽函数会调用parse_Modbus_MB_satae进行数据的解析给出报文状态。

1.MB_SLAVE_STATE_PACKET_OTHER 状态:不做响应
Modbus正常报文须满足小于259字节，大于12个字节，协议标识是否满足条件，当接收到的报文不满足这个条件是会返回

MB_SLAVE_STATE_PACKET_OTHER状态。

2.MB_SLAVE_STATE__ADDR_ERROR状态：从机地址异常。

​ 当发送的报文不是给本机时返回

MB_SLAVE_STATE__ADDR_ERROR

3.MB_SLAVE_STATE_DATA_ERROR状态：数据范围异常

​ Modbus正常报文须满足小于259字节，大于12个字节，读线圈数量需满足小于等于2000，写线圈需满足小于等于1968，读寄存器需满足小于125，写寄存器需满足小于123。如果条件不满足返回

MB_SLAVE_STATE_DATA_ERROR状态。

4.MB_SLAVE_STATE_DATAADDR_ERROR状态：数据地址异常

​ Modbus地址范围0~65535，当数量OK且数量+起始地址OK。如果不满足返回

MB_SLAVE_STATE_DATAADDR_ERROR状态。

5.MB_SLAVE_STATE_FUNCTION_ERROR状态：功能码错误。

​ 当报文里不是允许的功能码返回该状态。

6.MB_SLAVE_STATE_PACKET_PROCESS状态：一切正常。

​ 当报文没有问题返回该状态。

处理完毕后调用parse_Modbus_MB_satae对状态进行处理，根据状态去执行对应的槽，执行完毕后会向UI线程发送analysis_over信号。

3.1.4 历史信息记录模块设计

历史信息记录处理流程：
在这里插入图片描述

​ 开启一个定时器，并定时两分钟中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取界面通信历史信息，并将信息写入到TXT文件中。

3.1.5 系统时间显示模块设计

系统时间显示处理流程：
在这里插入图片描述

开启一个定时器，并定时1秒中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取系统时间，并更新系统时间。

3.4 Modbus_TCP 主站详细设计流程

3.4.1 界面布局

3.4.1.1 主界面布局

在这里插入图片描述

3.4.1.2 数据设置界面布局

在这里插入图片描述

3.4.1.3 历史信息显示界面

在这里插入图片描述

3.4.2 报文封装模块设计

报文封装类（modbusmsg）设计：

​ 主要信号与槽设计

信号 描述
void package_over(QByteArray package_msg); 报文封装完成
void showMsgtoUi(QString); 显示日志信息到ui线程
槽 描述
void packageSartc(quint8,quint8,quint16,QList,QByteArray ba,quint16 cnums); 主线程传入数据开始处理100f功能报文
void packageSartr(quint8 addr,quint8 funcode,quint16 startaddr,quint16 numreg); 主线程传入数据开始处理0103功能报文
void funCode01(quint8 addr,quint16 startaddr,quint16 numreg); void funCode03(quint8 addr,quint16 startaddr,quint16 numreg); void funCode0f(quint8 addr,quint16 startaddr,QList,QByteArray ba,quint16 cnums); void funCode10(quint8 addr,quint16 startaddr,QList); 报文封装函数

报文封装类处理流程：

在这里插入图片描述

	当用户配置好数据信息后点击发送按钮后，会发送信号给数据封装线程。

​ 当数据封装线程接收到UI线程的Start信号后，会进行报文的封装，封装完毕后会发送package_over信号给主线程，主线程发送信号给串口通信线程去发送数据。

3.4.3 历史记录查看模块设计

当用户点击查看按钮时

1.判断有无文件路径

2.如果有文件路径则进入显示历史消息函数进行显示

3.如果没有文件路径先弹出对话框进行选择路径

4.如果选择路径为空则提示打开失败

5.如果路径合法则提示成功，并进入显示历史消息函数进行显示

历史信息显示处理流程：

在这里插入图片描述

3.4.4 系统时间显示模块设计

系统时间显示处理流程：

在这里插入图片描述

umreg); void funCode0f(quint8 addr,quint16 startaddr,QList,QByteArray ba,quint16 cnums); void funCode10(quint8 addr,quint16 startaddr,QList); | 报文封装函数 |

报文封装类处理流程：

	当用户配置好数据信息后点击发送按钮后，会发送信号给数据封装线程。

​ 当数据封装线程接收到UI线程的Start信号后，会进行报文的封装，封装完毕后会发送package_over信号给主线程，主线程发送信号给串口通信线程去发送数据。

3.4.3 历史记录查看模块设计

当用户点击查看按钮时

1.判断有无文件路径

2.如果有文件路径则进入显示历史消息函数进行显示

3.如果没有文件路径先弹出对话框进行选择路径

4.如果选择路径为空则提示打开失败

5.如果路径合法则提示成功，并进入显示历史消息函数进行显示

历史信息显示处理流程：

[外链图片转存中…(img-U0iuJrR3-1687692972775)]

3.4.4 系统时间显示模块设计

系统时间显示处理流程：

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开启一个定时器，并定时1秒中，当定时时间到了就会执行对应的槽去获取系统时间，并更新系统时间。

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