（篇1）四通道称重测力仪表，matlab如何通过串口modbus协议，读取数据的。

近期手头有个项目，需要用mablab从一款四通道仪表上通过串口读取有效的称重数据。

首先，Modbus协议是一种常见的通信协议，常用于工业自动化。这里需要用到的是Modbus RTU模式，因为它通常通过串口进行通信，比如RS-485或RS-232。

从用户的问题来看，有几个关键点：

1、使用MATLAB的串口接口。

2、仪表的从机地址是1。

3、读取保持寄存器，从11号开始，读8个寄存器。

4、每两个寄存器组成一个32位有符号整数，然后就返回四个这样的数值。

首先，我需要知道如何在MATLAB中使用串口。MATLAB有一个Instrument Control Toolbox，里面有serialport函数可以用来配置和操作串口设备。

接下来是Modbus协议的具体实现部分。因为MATLAB可能没有内置的Modbus库，所以可能需要自己构造Modbus RTU帧。这包括：

·从机地址：1个字节。

·函数码：读保持寄存器（0x03）。

·起始地址：两个字节，这里是从11号开始。

·寄存器数量：一个字节，这里是8个。

·CRC校验。

所以Modbus RTU帧的结构大致是：

[设备地址][功能码][起始地址高][起始地址低][寄存器数量][数据…][CRC]

在代码中，我需要构造这个帧，然后通过串口发送出去，并等待仪表的响应。收到的数据需要进行解析。

接下来考虑如何处理接收到的数据。Modbus RTU的响应结构是：

·设备地址（1字节）

·功能码（1字节）

·数据部分（2个字节每个寄存器，共8*2=16字节）

·CRC校验（2字节）

所以数据部分会被分割成4组，每两个字节组成一个32位整数。因为用户要求的是有符号的整数，所以在转换时需要处理为int32类型。

我还需要注意字节顺序的问题。通常情况下，Modbus的数据传输是使用大端字节序，即高位在前。但在MATLAB中处理的时候，可能需要调整字节顺序。

接下来我们列出具体的步骤：

1、配置串口：正确的波特率、数据位、停止位等参数。假设仪表的波特率为9600，8数据位，无奇偶校验，1停止位。

2、打开串口连接。

3、构造Modbus RTU读取请求帧：

a. 设备地址：1

b. 功能码：0x03（十进制51）

c. 起始地址：高字节和低字节。11的十六进制是0x0B，所以高位是0x00，低位是0x0B。

d. 寄存器数量：8

4、计算CRC校验。这个部分可能需要查找Modbus RTU CRC算法，通常是计算前三个字节（设备地址、功能码和数据字段）的多项式，得到两个字节的校验值。

5、发送请求帧到串口。

6、等待响应，并读取返回的数据。

7、解析响应帧：

a. 检查设备地址和功能码是否正确。

b. 提取数据部分。

8、将16个字节分成4组，每组两个字节构成一个32位整数。需要注意的是，这可能涉及到将两个字节合并成一个双字节值，并转换为有符号整数。

在构造请求帧的时候，我需要计算CRC校验。我记得Modbus RTU的CRC是基于0xFFFF的多项式，使用的是16位的循环冗余校验码。所以，需要写一个函数来计算这个CRC。

另外，在读取串口数据时，可能会遇到超时的问题。所以代码中需要设置适当的等待时间，并且处理可能的错误情况，比如没有收到足够的数据或者CRC不匹配的情况。

接下来是具体实现：

1、配置串口：

使用serialport对象，设置波特率、字节大小等参数。

2、构造请求帧：

设备地址：1（一个字节）

功能码：3（十进制，对应0x03）

起始地址：高位是0x00，低位是0x0B

寄存器数量：8

数据部分暂时为空，因为请求帧的数据字段包含起始地址和寄存器数量，所以请求的数据字段为[0x00, 0x0B, 0x08]。然后计算CRC校验。

构造完整的请求帧应该是：

[1 (设备地址), 3 (功能码), 0x00, 0x0B, 0x08, CRC_high, CRC_low]

这里需要注意的是，数据部分在请求中是包含起始地址和寄存器数量的，所以数据字段是三个字节：起始高、起始低、寄存器数。那计算CRC的时候，需要包括这些三个字节吗？或者是不是只计算前两个字节？

不，Modbus RTU中的数据部分在请求中包含的是起始地址和寄存器数量，因此数据字段的长度是2（起始地址）+1（寄存器数量）=3个字节。所以在构造请求时，整个帧的数据字段包括这三个字节。那计算CRC的时候，是否只对前三个字节进行校验？

不，实际上Modbus RTU的CRC是针对设备地址、功能码和数据部分的所有字节进行计算的。所以，在本例中，数据部分有3个字节：起始高（0x00）、起始低（0x0B）和寄存器数（0x08）。因此，总共有1（设备地址） + 1（功能码） +3（数据部分）=5个字节用于计算CRC。

然后，我需要编写一个函数来计算这五个字节的多项式生成校验码。这可能有点复杂，但网上可以找到Modbus CRC-16算法的实现方式。

另外，在解析响应时，收到的数据应该包括设备地址、功能码、数据部分和CRC。首先检查设备地址是否为1，功能码是否正确，然后计算接收到的数据部分是否符合预期，并验证CRC是否正确。

关于转换字节到32位整数的部分，我需要将每两个连续的字节合并成一个双字节值。需要注意的是，MATLAB中的处理方式可能会影响符号的问题，因为数据是以有符号整数形式返回。

举个例子，假设收到的数据是字节1和字节2，那么这个数值如何转换？在Modbus中，通常是将高字节放在前面（大端），所以字节作为高位，第二个字节作为低位。然后将它们组合成一个16位的无符号整数，再转换为有符号整数。

比如，如果有两个字节：0x12和0xAB，那么合并的结果是 0x12AB，将其视为有符号整数，应该是43957。

但是在MATLAB中，这可能需要一些处理。因为字节的顺序会影响结果，所以可能需要将它们转换为一个双字节值，并考虑是否有符号的问题。

另外，在解析数据时，我还需要确保数据部分确实返回了8个寄存器的数据，也就是16个字节，这样可以得到4组两个字节，最终组成四个整数