Qt下使用modbus-c库实现PLC线圈/保持寄存器的读写-编程知识

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第一章：Qt下使用ModbusTcp通信协议进行PLC线圈/保持寄存器的读写（32位有符号数）
第二章：Qt下使用modbus-c库实现PLC线圈/保持寄存器的读写

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前言
一、下载modbus-c库
二、实现ModbusLib类
三、使用ModbusLib类
四、下载链接
总结

前言

在上一篇文章中提到了使用Qt下的Modbus模块来进行ModbusTcp的通信，采用QModbusTcpClient类作为Modbus客户端（主站）与PLC读写，正常情况下是可以满足读写需求的，但是使用过程中发现读写频率较高时会出现写入延迟等问题，后面发现使用这个C语言写的第三方Modbus库来与PLC通信会更加稳定，性能更优越，这里将结合相应的示例进行讲解，以便大家学习，如有错误之处，欢迎大家批评指正。

项目效果
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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、下载modbus-c库

通过参考博客中的下载链接到官网下载：https://sourceforge.net/projects/libmodbus/（似乎失效了，下载不了），或者通过下文中我的百度网盘链接下载压缩包，文件内容如下，其中包含相关源码和ws2_32.dll（在lib中，依赖该动态库）
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二、实现ModbusLib类

这里我实现了自己的ModbusLib类的封装，使用了pri子模块的方式，也是方便日后进行此模块的复用
这里我使用的是tcp的方式来通信，pri内容如下：
ModbusLib.pri

HEADERS += \$$PWD/modbus.h \$$PWD/modbus-private.h \#$$PWD/modbus-rtu.h \#$$PWD/modbus-rtu-private.h \$$PWD/modbus-tcp.h \$$PWD/modbus-tcp-private.h \$$PWD/mymodbuslib.hSOURCES += \$$PWD/modbus.c \$$PWD/modbus-data.c \#$$PWD/modbus-rtu.c \$$PWD/modbus-tcp.c \$$PWD/mymodbuslib.cppLIBS += -L$$PWD/lib/ -lws2_32

这里会看到将modbus-c库的源码加入到工程中，所以添加好相关的头文件就可以调用库函数了，这里相关函数的使用见下文代码：
1.mymodbusLib.h

#ifndef MYMODBUSLIB_H
#define MYMODBUSLIB_H#include <QObject>
#include <QDateTime>
#include <QTimer>
#include <QThread>
#include <QEventLoop>
#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include "modbus.h"
#include "modbus-private.h"
#include "modbus-tcp.h"
#include "modbus-tcp-private.h"#define LOGDEBUG qDebug()<<QTime::currentTime().toString("[hh:mm:ss:zzz]")class MyModbusLib : public QObject
{Q_OBJECTpublic:explicit MyModbusLib(QObject *parent = nullptr);~MyModbusLib();bool initConnect(QString tcpIP,int tcpPort);bool readCoil(int readAdd);void writeCoil(int writeAdd,int writeNum);int readRegister(int writeAdd);void writeRegister32(int writeAdd,int writeNum);private:modbus_t *m_modbus;
};#endif // MYMODBUSLIB_H

2.mymodbusLib.cpp

#include "mymodbuslib.h"MyModbusLib::MyModbusLib(QObject *parent) : QObject(parent)
{}MyModbusLib::~MyModbusLib()
{modbus_close(m_modbus);modbus_free(m_modbus);
}//初始化
bool MyModbusLib::initConnect(QString tcpIP,int tcpPort)
{m_modbus = modbus_new_tcp(tcpIP.toLatin1().data(),tcpPort);modbus_set_slave(m_modbus,1);if(modbus_connect(m_modbus) == -1){return false;}//设置modbus超时时间为1000毫秒struct timeval t;t.tv_sec = 0;t.tv_usec = 1000000;modbus_set_response_timeout(m_modbus,t.tv_sec,t.tv_usec);return true;
}bool MyModbusLib::readCoil(int readAdd)
{uint8_t bitsr[1]={0};int rNum = modbus_read_bits(m_modbus,readAdd,1,bitsr);if(rNum  == -1){LOGDEBUG<<"读取线圈"<<readAdd<<"失败!";return false;}else{//LOGDEBUG<<"读取线圈"<<readAdd<<"成功!";if(bitsr[0] == 1){return true;}}return false;
}void MyModbusLib::writeCoil(int writeAdd,int writeNum)
{uint8_t bitsw[1]={0};bitsw[0] = writeNum;int rNum = modbus_write_bits(m_modbus,writeAdd,1,bitsw);if(rNum == -1){LOGDEBUG<<"线圈"<<writeAdd<<"写入"<<writeNum<<"失败!";}else{LOGDEBUG<<"线圈"<<writeAdd<<"写入"<<writeNum<<"成功!";}
}int MyModbusLib::readRegister(int readAdd)
{uint16_t regsr[2]={0};int rNum = modbus_read_registers(m_modbus,readAdd,2,regsr);if(rNum == -1){LOGDEBUG<<"读取寄存器"<<readAdd<<"失败!";}else{//LOGDEBUG<<"读取寄存器"<<readAdd<<"成功!";int readNum = regsr[0] | (regsr[1] << 16);return readNum;}return 0;
}void MyModbusLib::writeRegister32(int writeAdd,int writeNum)
{uint16_t regsw[2]={0};regsw[0] = writeNum & 0xffff;regsw[1] = (writeNum >> 16) & 0xffff;int rNum = modbus_write_registers(m_modbus,writeAdd,2,regsw);if(rNum  == -1){LOGDEBUG<<"寄存器"<<writeAdd<<"写入"<<writeNum<<"失败!";}else{LOGDEBUG<<"寄存器"<<writeAdd<<"写入"<<writeNum<<"成功!";}
}

三、使用ModbusLib类

工程结构如图，下面可以直接在主界面使用封装好的ModbusLib类，详细内容见代码：
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1.ModbusTest.pro

QT       += core guigreaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgetsCONFIG += c++11DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS#设置字符
contains( CONFIG,"msvc" ):QMAKE_CXXFLAGS += /source-charset:utf-8 /execution-charset:utf-8
contains( CONFIG,"msvc" ):QMAKE_CFLAGS +=/source-charset:utf-8 /execution-charset:utf-8#包含子模块
include (./ModbusLib/ModbusLib.pri)   #libmodbus库SOURCES += \main.cpp \mainwindow.cppHEADERS += \mainwindow.hFORMS += \mainwindow.ui# Default rules for deployment.
qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
!isEmpty(target.path): INSTALLS += target

2.mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>
#include <QTime>
#include <QDebug>
#include "ModbusLib/mymodbuslib.h"QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();void initWidget();private slots:void on_pb_connect_clicked();void on_pb_readC_clicked();void on_pb_writeC_clicked();void on_pb_readH_clicked();void on_pb_writeH_clicked();private:Ui::MainWindow *ui;MyModbusLib *m_myModbus;};
#endif // MAINWINDOW_H

3.mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);this->initWidget();
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}void MainWindow::initWidget()
{//使能按钮ui->pb_readC->setEnabled(false);ui->pb_writeC->setEnabled(false);ui->pb_readH->setEnabled(false);ui->pb_writeH->setEnabled(false);//创建modbus对象m_myModbus = new MyModbusLib();
}void MainWindow::on_pb_connect_clicked()
{QString tcpIP = ui->le_ip->text();int tcpPort = ui->le_port->text().toInt();if(m_myModbus->initConnect(tcpIP,tcpPort)){ui->lb_state->setText("连接成功");LOGDEBUG<<"ModbusTCP连接成功!";//使能按钮ui->pb_readC->setEnabled(true);ui->pb_writeC->setEnabled(true);ui->pb_readH->setEnabled(true);ui->pb_writeH->setEnabled(true);}else{ui->lb_state->setText("连接失败");LOGDEBUG<<"ModbusTCP连接失败!";}
}void MainWindow::on_pb_readC_clicked()
{int readAdd = ui->le_addC->text().toInt();ui->lb_numC->setText(QString::number(m_myModbus->readCoil(readAdd)));
}void MainWindow::on_pb_writeC_clicked()
{int writeAdd = ui->le_addC->text().toInt();int writeNum = ui->le_writeNumC->text().toInt();m_myModbus->writeCoil(writeAdd,writeNum);
}void MainWindow::on_pb_readH_clicked()
{int readAdd = ui->le_addH->text().toInt();ui->lb_numH->setText(QString::number(m_myModbus->readRegister(readAdd)));
}void MainWindow::on_pb_writeH_clicked()
{int writeAdd = ui->le_addH->text().toInt();int writeNum = ui->le_writeNumH->text().toInt();m_myModbus->writeRegister32(writeAdd,writeNum);
}