（篇1）四通道稱重測力儀表，matlab如何通過串口modbus協議，讀取數據的。

近期手頭有個項目，需要用mablab從一款四通道儀表上通過串口讀取有效的稱重數據。

首先，Modbus協議是一種常見的通信協議，常用于工業自動化。這里需要用到的是Modbus RTU模式，因為它通常通過串口進行通信，比如RS-485或RS-232。

從用戶的問題來看，有幾個關鍵點：

1、使用MATLAB的串口接口。

2、儀表的從機地址是1。

3、讀取保持寄存器，從11號開始，讀8個寄存器。

4、每兩個寄存器組成一個32位有符號整數，然后就返回四個這樣的數值。

首先，我需要知道如何在MATLAB中使用串口。MATLAB有一個Instrument Control Toolbox，里面有serialport函數可以用來配置和操作串口設備。

接下來是Modbus協議的具體實現部分。因為MATLAB可能沒有內置的Modbus庫，所以可能需要自己構造Modbus RTU幀。這包括：

·從機地址：1個字節。

·函數碼：讀保持寄存器（0x03）。

·起始地址：兩個字節，這里是從11號開始。

·寄存器數量：一個字節，這里是8個。

·CRC校驗。

所以Modbus RTU幀的結構大致是：

[設備地址][功能碼][起始地址高][起始地址低][寄存器數量][數據…][CRC]

在代碼中，我需要構造這個幀，然后通過串口發送出去，并等待儀表的響應。收到的數據需要進行解析。

接下來考慮如何處理接收到的數據。Modbus RTU的響應結構是：

·設備地址（1字節）

·功能碼（1字節）

·數據部分（2個字節每個寄存器，共8*2=16字節）

·CRC校驗（2字節）

所以數據部分會被分割成4組，每兩個字節組成一個32位整數。因為用戶要求的是有符號的整數，所以在轉換時需要處理為int32類型。

我還需要注意字節順序的問題。通常情況下，Modbus的數據傳輸是使用大端字節序，即高位在前。但在MATLAB中處理的時候，可能需要調整字節順序。

接下來我們列出具體的步驟：

1、配置串口：正確的波特率、數據位、停止位等參數。假設儀表的波特率為9600，8數據位，無奇偶校驗，1停止位。

2、打開串口連接。

3、構造Modbus RTU讀取請求幀：

a. 設備地址：1

b. 功能碼：0x03（十進制51）

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

d. 寄存器數量：8

4、計算CRC校驗。這個部分可能需要查找Modbus RTU CRC算法，通常是計算前三個字節（設備地址、功能碼和數據字段）的多項式，得到兩個字節的校驗值。

5、發送請求幀到串口。

6、等待響應，并讀取返回的數據。

7、解析響應幀：

a. 檢查設備地址和功能碼是否正確。

b. 提取數據部分。

8、將16個字節分成4組，每組兩個字節構成一個32位整數。需要注意的是，這可能涉及到將兩個字節合并成一個雙字節值，并轉換為有符號整數。

在構造請求幀的時候，我需要計算CRC校驗。我記得Modbus RTU的CRC是基于0xFFFF的多項式，使用的是16位的循環冗余校驗碼。所以，需要寫一個函數來計算這個CRC。

另外，在讀取串口數據時，可能會遇到超時的問題。所以代碼中需要設置適當的等待時間，并且處理可能的錯誤情況，比如沒有收到足夠的數據或者CRC不匹配的情況。

接下來是具體實現：

1、配置串口：

使用serialport對象，設置波特率、字節大小等參數。

2、構造請求幀：

設備地址：1（一個字節）

功能碼：3（十進制，對應0x03）

起始地址：高位是0x00，低位是0x0B

寄存器數量：8

數據部分暫時為空，因為請求幀的數據字段包含起始地址和寄存器數量，所以請求的數據字段為[0x00, 0x0B, 0x08]。然后計算CRC校驗。

構造完整的請求幀應該是：

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

這里需要注意的是，數據部分在請求中是包含起始地址和寄存器數量的，所以數據字段是三個字節：起始高、起始低、寄存器數。那計算CRC的時候，需要包括這些三個字節嗎？或者是不是只計算前兩個字節？

不，Modbus RTU中的數據部分在請求中包含的是起始地址和寄存器數量，因此數據字段的長度是2（起始地址）+1（寄存器數量）=3個字節。所以在構造請求時，整個幀的數據字段包括這三個字節。那計算CRC的時候，是否只對前三個字節進行校驗？

不，實際上Modbus RTU的CRC是針對設備地址、功能碼和數據部分的所有字節進行計算的。所以，在本例中，數據部分有3個字節：起始高（0x00）、起始低（0x0B）和寄存器數（0x08）。因此，總共有1（設備地址） + 1（功能碼） +3（數據部分）=5個字節用于計算CRC。

然后，我需要編寫一個函數來計算這五個字節的多項式生成校驗碼。這可能有點復雜，但網上可以找到Modbus CRC-16算法的實現方式。

另外，在解析響應時，收到的數據應該包括設備地址、功能碼、數據部分和CRC。首先檢查設備地址是否為1，功能碼是否正確，然后計算接收到的數據部分是否符合預期，并驗證CRC是否正確。

關于轉換字節到32位整數的部分，我需要將每兩個連續的字節合并成一個雙字節值。需要注意的是，MATLAB中的處理方式可能會影響符號的問題，因為數據是以有符號整數形式返回。

舉個例子，假設收到的數據是字節1和字節2，那么這個數值如何轉換？在Modbus中，通常是將高字節放在前面（大端），所以字節作為高位，第二個字節作為低位。然后將它們組合成一個16位的無符號整數，再轉換為有符號整數。

比如，如果有兩個字節：0x12和0xAB，那么合并的結果是 0x12AB，將其視為有符號整數，應該是43957。

但是在MATLAB中，這可能需要一些處理。因為字節的順序會影響結果，所以可能需要將它們轉換為一個雙字節值，并考慮是否有符號的問題。

另外，在解析數據時，我還需要確保數據部分確實返回了8個寄存器的數據，也就是16個字節，這樣可以得到4組兩個字節，最終組成四個整數