c++ modbus RTU通讯

Modbus是一种串行通信协议，用于在工业自动化领域中连接电子设备。Modbus RTU是Modbus协议的一种变体，采用二进制编码，用于在串行通信中传输数据。在C++中实现Modbus RTU通信需要以下步骤：

1. 选择一个串行通信库，例如Boost.Asio或Qt serialport，以便与Modbus设备进行通信。

2. 实现Modbus RTU协议的数据帧解析和构造函数，并编写C++代码实现Modbus协议中的读写操作。

3. 将Modbus设备的地址、功能码、数据长度等信息编码成Modbus RTU数据帧，发送给设备。

4. 接收Modbus设备响应的数据帧，并解析数据，以便读取或写入数据。

以下是C++代码示例，用于读取Modbus设备的保持寄存器：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

using namespace boost::asio;

// Modbus RTU帧结构
struct ModbusFrame {
    uint8_t address;  // 设备地址
    uint8_t funcode;  // 功能码
    uint16_t start;   // 起始地址
    uint16_t count;   // 数据长度
    uint16_t crc;     // CRC校验
};

// 计算CRC校验
uint16_t crc16(uint8_t* buf, int len) {
    uint16_t crc = 0xFFFF;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        crc ^= buf[i];
        for (int j = 0; j < 8; j++) {
            if (crc & 0x0001) {
                crc >>= 1;
                crc ^= 0xA001;
            } else {
                crc >>= 1;
            }
        }
    }
    return crc;
}

// 读取保持寄存器
void readHoldingRegisters(io_service& io, serial_port& port, uint8_t addr, uint16_t start, uint16_t count) {
    ModbusFrame frame = {addr, 0x03, start, count, 0};
    uint8_t buf[8] = {frame.address, frame.funcode, frame.start >> 8, frame.start & 0xFF, frame.count >> 8, frame.count & 0xFF, 0, 0};
    frame.crc = crc16(buf, 6);
    buf[6] = frame.crc & 0xFF;
    buf[7] = frame.crc >> 8;

    write(port, buffer(buf, 8));

    uint8_t response[256];
    read(port, buffer(response, 256));

    if (response[0] == addr && response[1] == (frame.funcode | 0x80)) {  // 异常响应
        std::cerr << "Modbus Error: " << response[2] << std::endl;
    } else if (response[0] == addr && response[1] == frame.funcode) {  // 正常响应
        uint16_t* data = reinterpret_cast<uint16_t*>(response + 3);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            std::cout << "Register " << start + i << ": " << data[i] << std::endl;
        }
    } else {
        std::cerr << "Invalid Modbus Response" << std::endl;
    }
}

int main() {
    io_service io;
    serial_port port(io, "/dev/ttyUSB0");
    port.set_option(serial_port::baud_rate(9600));
    port.set_option(serial_port::parity(serial_port::parity::none));
    port.set_option(serial_port::stop_bits(serial_port::stop_bits::one));
    port.set_option(serial_port::character_size(8));

    readHoldingRegisters(io, port, 1, 0, 10);  // 读取设备1的保持寄存器0~9

    return 0;
}