近期手頭有個(gè)項(xiàng)目，需要用mablab從一款四通道儀表上通過(guò)串口讀取有效的稱重?cái)?shù)據(jù)。

首先，Modbus協(xié)議是一種常見(jiàn)的通信協(xié)議，常用于工業(yè)自動(dòng)化。這里需要用到的是Modbus RTU模式，因?yàn)樗ǔＭㄟ^(guò)串口進(jìn)行通信，比如RS-485或RS-232。

從用戶的問(wèn)題來(lái)看，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

1、使用MATLAB的串口接口。

2、儀表的從機(jī)地址是1。

3、讀取保持寄存器，從11號(hào)開(kāi)始，讀8個(gè)寄存器。

4、每?jī)蓚€(gè)寄存器組成一個(gè)32位有符號(hào)整數(shù)，然后就返回四個(gè)這樣的數(shù)值。

首先，我需要知道如何在MATLAB中使用串口。MATLAB有一個(gè)Instrument Control Toolbox，里面有serialport函數(shù)可以用來(lái)配置和操作串口設(shè)備。

接下來(lái)是Modbus協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)部分。因?yàn)?/span>MATLAB可能沒(méi)有內(nèi)置的Modbus庫(kù)，所以可能需要自己構(gòu)造Modbus RTU幀。這包括：

·從機(jī)地址：1個(gè)字節(jié)。

·函數(shù)碼：讀保持寄存器（0x03）。

·起始地址：兩個(gè)字節(jié)，這里是從11號(hào)開(kāi)始。

·寄存器數(shù)量：一個(gè)字節(jié)，這里是8個(gè)。

·CRC校驗(yàn)。

所以Modbus RTU幀的結(jié)構(gòu)大致是：

[設(shè)備地址][功能碼][起始地址高][起始地址低][寄存器數(shù)量][數(shù)據(jù)…][CRC]

在代碼中，我需要構(gòu)造這個(gè)幀，然后通過(guò)串口發(fā)送出去，并等待儀表的響應(yīng)。收到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行解析。

接下來(lái)考慮如何處理接收到的數(shù)據(jù)。Modbus RTU的響應(yīng)結(jié)構(gòu)是：

·設(shè)備地址（1字節(jié)）

·功能碼（1字節(jié)）

·數(shù)據(jù)部分（2個(gè)字節(jié)每個(gè)寄存器，共8*2=16字節(jié)）

·CRC校驗(yàn)（2字節(jié)）

所以數(shù)據(jù)部分會(huì)被分割成4組，每?jī)蓚€(gè)字節(jié)組成一個(gè)32位整數(shù)。因?yàn)橛脩粢蟮氖怯蟹?hào)的整數(shù)，所以在轉(zhuǎn)換時(shí)需要處理為int32類型。

我還需要注意字節(jié)順序的問(wèn)題。通常情況下，Modbus的數(shù)據(jù)傳輸是使用大端字節(jié)序，即高位在前。但在MATLAB中處理的時(shí)候，可能需要調(diào)整字節(jié)順序。

接下來(lái)我們列出具體的步驟：

1、配置串口：正確的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等參數(shù)。假設(shè)儀表的波特率為9600，8數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1停止位。

2、打開(kāi)串口連接。

3、構(gòu)造Modbus RTU讀取請(qǐng)求幀：

a. 設(shè)備地址：1

b. 功能碼：0x03（十進(jìn)制51）

c. 起始地址：高字節(jié)和低字節(jié)。11的十六進(jìn)制是0x0B，所以高位是0x00，低位是0x0B。

d. 寄存器數(shù)量：8

4、計(jì)算CRC校驗(yàn)。這個(gè)部分可能需要查找Modbus RTU CRC算法，通常是計(jì)算前三個(gè)字節(jié)（設(shè)備地址、功能碼和數(shù)據(jù)字段）的多項(xiàng)式，得到兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)值。

5、發(fā)送請(qǐng)求幀到串口。

6、等待響應(yīng)，并讀取返回的數(shù)據(jù)。

7、解析響應(yīng)幀：

a. 檢查設(shè)備地址和功能碼是否正確。

b. 提取數(shù)據(jù)部分。

8、將16個(gè)字節(jié)分成4組，每組兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)32位整數(shù)。需要注意的是，這可能涉及到將兩個(gè)字節(jié)合并成一個(gè)雙字節(jié)值，并轉(zhuǎn)換為有符號(hào)整數(shù)。

在構(gòu)造請(qǐng)求幀的時(shí)候，我需要計(jì)算CRC校驗(yàn)。我記得Modbus RTU的CRC是基于0xFFFF的多項(xiàng)式，使用的是16位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。所以，需要寫(xiě)一個(gè)函數(shù)來(lái)計(jì)算這個(gè)CRC。

另外，在讀取串口數(shù)據(jù)時(shí)，可能會(huì)遇到超時(shí)的問(wèn)題。所以代碼中需要設(shè)置適當(dāng)?shù)牡却龝r(shí)間，并且處理可能的錯(cuò)誤情況，比如沒(méi)有收到足夠的數(shù)據(jù)或者CRC不匹配的情況。

接下來(lái)是具體實(shí)現(xiàn)：

1、配置串口：

使用serialport對(duì)象，設(shè)置波特率、字節(jié)大小等參數(shù)。

2、構(gòu)造請(qǐng)求幀：

設(shè)備地址：1（一個(gè)字節(jié)）

功能碼：3（十進(jìn)制，對(duì)應(yīng)0x03）

起始地址：高位是0x00，低位是0x0B

寄存器數(shù)量：8

數(shù)據(jù)部分暫時(shí)為空，因?yàn)檎?qǐng)求幀的數(shù)據(jù)字段包含起始地址和寄存器數(shù)量，所以請(qǐng)求的數(shù)據(jù)字段為[0x00, 0x0B, 0x08]。然后計(jì)算CRC校驗(yàn)。

構(gòu)造完整的請(qǐng)求幀應(yīng)該是：

[1 (設(shè)備地址), 3 (功能碼), 0x00, 0x0B, 0x08, CRC_high, CRC_low]

這里需要注意的是，數(shù)據(jù)部分在請(qǐng)求中是包含起始地址和寄存器數(shù)量的，所以數(shù)據(jù)字段是三個(gè)字節(jié)：起始高、起始低、寄存器數(shù)。那計(jì)算CRC的時(shí)候，需要包括這些三個(gè)字節(jié)嗎？或者是不是只計(jì)算前兩個(gè)字節(jié)？

不，Modbus RTU中的數(shù)據(jù)部分在請(qǐng)求中包含的是起始地址和寄存器數(shù)量，因此數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度是2（起始地址）+1（寄存器數(shù)量）=3個(gè)字節(jié)。所以在構(gòu)造請(qǐng)求時(shí)，整個(gè)幀的數(shù)據(jù)字段包括這三個(gè)字節(jié)。那計(jì)算CRC的時(shí)候，是否只對(duì)前三個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)？

不，實(shí)際上Modbus RTU的CRC是針對(duì)設(shè)備地址、功能碼和數(shù)據(jù)部分的所有字節(jié)進(jìn)行計(jì)算的。所以，在本例中，數(shù)據(jù)部分有3個(gè)字節(jié)：起始高（0x00）、起始低（0x0B）和寄存器數(shù)（0x08）。因此，總共有1（設(shè)備地址） + 1（功能碼） +3（數(shù)據(jù)部分）=5個(gè)字節(jié)用于計(jì)算CRC。

然后，我需要編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)來(lái)計(jì)算這五個(gè)字節(jié)的多項(xiàng)式生成校驗(yàn)碼。這可能有點(diǎn)復(fù)雜，但網(wǎng)上可以找到Modbus CRC-16算法的實(shí)現(xiàn)方式。

另外，在解析響應(yīng)時(shí)，收到的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)部分和CRC。首先檢查設(shè)備地址是否為1，功能碼是否正確，然后計(jì)算接收到的數(shù)據(jù)部分是否符合預(yù)期，并驗(yàn)證CRC是否正確。

關(guān)于轉(zhuǎn)換字節(jié)到32位整數(shù)的部分，我需要將每?jī)蓚€(gè)連續(xù)的字節(jié)合并成一個(gè)雙字節(jié)值。需要注意的是，MATLAB中的處理方式可能會(huì)影響符號(hào)的問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)據(jù)是以有符號(hào)整數(shù)形式返回。

舉個(gè)例子，假設(shè)收到的數(shù)據(jù)是字節(jié)1和字節(jié)2，那么這個(gè)數(shù)值如何轉(zhuǎn)換？在Modbus中，通常是將高字節(jié)放在前面（大端），所以字節(jié)作為高位，第二個(gè)字節(jié)作為低位。然后將它們組合成一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，再轉(zhuǎn)換為有符號(hào)整數(shù)。

比如，如果有兩個(gè)字節(jié)：0x12和0xAB，那么合并的結(jié)果是 0x12AB，將其視為有符號(hào)整數(shù)，應(yīng)該是43957。

但是在MATLAB中，這可能需要一些處理。因?yàn)樽止?jié)的順序會(huì)影響結(jié)果，所以可能需要將它們轉(zhuǎn)換為一個(gè)雙字節(jié)值，并考慮是否有符號(hào)的問(wèn)題。

另外，在解析數(shù)據(jù)時(shí)，我還需要確保數(shù)據(jù)部分確實(shí)返回了8個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)，也就是16個(gè)字節(jié)，這樣可以得到4組兩個(gè)字節(jié)，最終組成四個(gè)整數(shù)