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基于STM32F103VET6与RET6的FX3U-IE-V12.2 PLC源代码:网口编程、...

FX3U-IE-V12.2 PLC源代码,网口实现本地或远程穿透编程、监控。 网口支持FXTCP mc协议的触摸屏、上位机组态连接。 硬件STM32F103VET6和RET6,兼容三菱FX3U源码,带modbusTCP服务和双串口ModbusRTU主从站功能(可通过plc程序切换),实时时钟,深度测试后,修改一些主要bug后,稳定运行。 程序配套测试用板卡pcb,原理图,bom表等资料。

STM32F103 基于CAN总线的多节点共享寄存器通信系统解析

一、系统概述

本文介绍了一种基于STM32F103微控制器的CAN总线多节点通信系统。该系统采用主从式架构,支持最多8个CAN节点之间的数据共享,每个节点可配置最多32个16位共享寄存器。系统实现了节点间的自动发现、数据同步和错误重传机制,适用于工业控制、分布式采集等场景。

二、系统架构设计
2.1 网络拓扑
  • 主节点(地址0):负责协调整个网络通信,主动轮询从节点
  • 从节点(地址1-7):响应主节点请求,上报自身数据
  • 通信协议:基于Modbus-RTU简化格式的自定义应用层协议
2.2 共享内存映射

系统在PLC的D寄存器区划定了专用共享区域:

  • 起始地址:D5096(0x13E8)
  • 结束地址:D5352(0x14E8)
  • 每个节点分配32个寄存器(64字节)
  • 总共支持8个节点,最大共享256个寄存器
三、通信协议详解
3.1 帧格式规范
| 功能码(1B) | 起始地址(2B) | 字节数(1B) | 数据(NB) | CRC16(2B) |
3.2 功能码定义
  • 0x03:读操作
  • 地址0xFFFF:读取节点信息(共享寄存器个数)
  • 其他地址:读取共享寄存器数据
  • 0x10:写操作,用于主节点向从节点下发数据
3.3 通信流程

系统采用严格的状态机控制,确保数据传输的可靠性:

  1. 节点发现阶段:主节点轮询获取各从节点的共享寄存器配置
  2. 数据采集阶段:主节点读取各从节点的共享寄存器数据
  3. 数据分发阶段:主节点将汇总数据分发给各从节点
四、核心实现机制
4.1 硬件初始化

系统对STM32F103的CAN控制器进行精确配置:

  • 波特率:500Kbps(APB1时钟36MHz,分频系数6)
  • 工作模式:正常模式(非环回、非静默)
  • 滤波器配置:32位掩码模式,接收所有标准帧
  • 引脚重映射:CAN1使用PB8(RX)、PB9(TX)
4.2 中断处理

CAN接收中断服务程序实现高效的数据接收:

void can_ISR(void) { CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &g_tCanRxMsg); // 地址匹配检查 if ((canComm.rxFlg != 2) && (g_tCanRxMsg.StdId == canComm.currDevAddr) && (g_tCanRxMsg.IDE == CAN_ID_STD) && (g_tCanRxMsg.DLC > 0)) { // 数据累积接收 memcpy(&canComm.rxBuf[canComm.rxCnt], g_tCanRxMsg.Data, g_tCanRxMsg.DLC); canComm.rxCnt += g_tCanRxMsg.DLC; // 状态更新 canComm.rxTimeout = 1; canComm.rxFlg = 1; canComm.txTimeout = 0; } }
4.3 超时重传机制

系统实现完善的重传机制确保通信可靠性:

  • 接收超时:10个时间单位
  • 发送超时:用户可配置(默认100ms)
  • 最大重试次数:6次
  • 错误统计:记录通信失败节点
4.4 数据处理状态机

主从节点采用统一的状态机设计:

// 主节点状态流程 switch (canComm.processFlg) { case 0: // 获取节点信息 CAN_GetInfo(canComm.slaveCnt); break; case 1: // 获取共享数据 CAN_GetShareRegData(canComm.slaveCnt); break; case 2: // 下发共享数据 CAN_WriteShareRegData(canComm.slaveCnt); break; } // 从节点状态流程 switch (canComm.processFlg) { case 0: // 回复节点信息 CAN_Reply(canComm.localDevAddr, ...); break; case 1: // 回复共享数据 CAN_ReplyShareRegData(canComm.localDevAddr); break; case 2: // 确认数据接收 CAN_Reply(canComm.localDevAddr, ...); break; }
五、配置参数系统

系统通过PLC的特殊寄存器进行灵活配置:

5.1 功能使能
  • M8150:CAN功能总开关
  • 当该标志置位时,CAN通信模块才开始工作
5.2 节点配置
  • D8150:本机地址(0为主机,1-7为从机)
  • D8151:从机数量(仅主机有效)
  • D8152:共享寄存器个数(1-32)
5.3 超时配置
  • D8149:通信超时参数(单位:时间基准)
  • 影响发送和接收的超时判断
5.4 错误诊断
  • D8063:错误代码寄存器
  • 详细记录通信过程中的各种异常情况
六、错误处理机制

系统定义完善的错误代码体系:

6.1 通信错误
  • 6361-6368:CAN硬件层错误(位填充、格式、应答等)
  • 6369-6370:协议层错误(ID不匹配、长度错误)
6.2 配置错误
  • 6375:从机地址设置错误
  • 6376:超时参数错误
  • 6377:共享寄存器访问越界
  • 6378:从机个数设置错误
  • 6379:共享寄存器个数错误
6.3 应用层错误
  • 6371:发送失败
  • 6372:接收失败
  • 6373-6374:地址冲突
七、系统特点
7.1 可靠性设计
  • 完善的CRC16校验(Modbus标准)
  • 数据包长度验证
  • 地址范围检查
  • 自动重传机制
7.2 灵活性
  • 软件可配置节点参数
  • 支持动态调整共享寄存器数量
  • 可适应不同规模的网络需求
7.3 实时性
  • 中断驱动的接收机制
  • 状态机控制的发送流程
  • 可配置的超时参数
八、应用场景

本系统适用于以下应用场景:

  1. 分布式控制系统:多个PLC之间的数据交换
  2. 数据采集网络:多个采集节点向主站上报数据
  3. 设备监控系统:主节点监控多个从节点状态
  4. 并行处理系统:节点间共享计算中间结果
九、总结

该CAN总线多节点通信系统基于STM32F103硬件平台,实现了稳定可靠的主从式数据共享机制。通过精心设计的通信协议、完善的状态机和错误处理机制,系统能够在工业环境中稳定运行。模块化的设计使得系统具有良好的可配置性和可扩展性,能够适应不同规模的应用需求。

FX3U-IE-V12.2 PLC源代码,网口实现本地或远程穿透编程、监控。 网口支持FXTCP mc协议的触摸屏、上位机组态连接。 硬件STM32F103VET6和RET6,兼容三菱FX3U源码,带modbusTCP服务和双串口ModbusRTU主从站功能(可通过plc程序切换),实时时钟,深度测试后,修改一些主要bug后,稳定运行。 程序配套测试用板卡pcb,原理图,bom表等资料。

系统的核心价值在于将复杂的CAN总线通信封装成简单的共享寄存器操作,极大降低了上层应用的开发难度,同时保证了通信的可靠性和实时性。

http://www.jsqmd.com/news/598165/

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