📘 Modbus 从机开发·课程
30章 · 从入门到实战
🎓 友好色系
01
Modbus协议概述
起源·架构
Modbus协议起源、发展历史、应用领域、协议栈结构（物理层、数据链路层、应用层）。
02
Modbus RTU协议详解
帧·校验
RTU帧结构（地址码、功能码、数据区、CRC校验）、字节格式、报文传输规则。
03
Modbus ASCII协议详解
LRC·对比
ASCII帧结构（起始符、地址码、功能码、数据区、LRC校验、结束符），与RTU对比及适用场景。
04
Modbus TCP协议详解
MBAP·502
TCP帧结构（MBAP报文头、功能码、数据区），与RTU/ASCII异同，端口502约定。
05
功能码分类与详解（上）
位操作
位操作功能码：01读线圈、02读离散输入、05写单线圈、15写多线圈。
06
功能码分类与详解（中）
字操作
字操作功能码：03读保持寄存器、04读输入寄存器、06写单寄存器、16写多寄存器。
07
功能码分类与详解（下）
诊断·扩展
诊断功能码（08诊断、11读事件计数、12读事件记录）、其他扩展功能码。
08
异常响应机制
异常码·流程
异常码定义（01~04等）、异常响应帧结构、异常处理流程。
09
Modbus地址映射与数据模型
线圈·寄存器
线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器的地址范围与映射规则、数据模型设计原则。
10
数据编码与字节序
IEEE754·大小端
16位/32位整数编码、浮点数编码（IEEE754）、字符串编码、字节序（大端/小端）处理。
11
从机协议栈架构设计
分层·状态机
分层设计思想（物理层抽象、协议层、应用层）、状态机设计、缓冲区管理。
12
串口通信基础
RS-232/485
RS-232/RS-485物理层特性、串口参数配置、多从机总线拓扑。
13
基于STM32的Modbus RTU从机实现（上）
硬件·定时器
硬件平台搭建、串口驱动配置、定时器配置（3.5字符时间间隔）。
14
基于STM32的Modbus RTU从机实现（中）
解析·CRC
协议解析状态机实现、CRC校验计算、功能码处理函数编写。
15
基于STM32的Modbus RTU从机实现（下）
映射·调试
数据模型映射、异常处理、主循环调度、调试与验证。
16
基于FreeModbus开源协议栈移植
架构·移植
FreeModbus架构分析、移植接口说明、在STM32上的移植步骤、配置裁剪。
17
基于libmodbus的从机模拟器开发
API·虚拟
libmodbus库介绍、从机模式API使用、虚拟从机实现、多从机模拟。
18
Modbus TCP从机实现
LWIP·多连接
基于LWIP的TCP服务器搭建、多连接管理、TCP从机状态机、与RTU从机的差异。
19
多从机与多协议支持
自动识别
单设备多从机地址实现、RTU/ASCII/TCP协议自动识别、协议切换策略。
20
Modbus从机性能优化
响应·DMA
响应时间优化、缓冲区优化、中断与轮询模式选择、DMA传输应用。
21
Modbus从机测试方法论
层次·用例
测试层次划分（单元测试、集成测试、系统测试）、测试用例设计原则、覆盖度要求。
22
Modbus从机功能测试
遍历·边界
功能码遍历测试、边界值测试、异常响应测试、并发请求测试。
23
Modbus从机性能测试
吞吐·烤机
响应时间测试、吞吐量测试、长时间稳定性测试（72小时烤机）、多从机负载测试。
24
Modbus从机一致性测试
规范·工具
协议一致性测试规范、标准测试流程、常见一致性测试工具介绍。
25
Modbus抓包与协议分析
Wireshark
串口抓包工具（Serial Port Monitor、Modbus Poll）、Wireshark抓TCP包、报文解析实战。
26
Modbus从机故障排查与调试
日志·排查
常见故障现象（无响应、响应错误、数据错乱）、排查步骤、日志系统设计。
27
Modbus从机安全机制
ACL·白名单
访问控制列表（ACL）、功能码白名单、地址范围限制、通信超时保护。
28
Modbus从机在工业物联网中的应用
边缘·MQTT
边缘网关集成、MQTT桥接、云平台数据上报、远程监控方案。
29
Modbus从机开发实战项目（一）
智能温控器
智能温控器从机开发（温度采集、PID控制、Modbus通信）。
30
Modbus从机开发实战项目（二）
环境监测站
多参数环境监测站从机开发（温湿度、气压、光照、PM2.5）。