基于FPGA的Picoblaze核实现Modbus通信协议

(2) 06预置单个寄存器

该寄存器在查询信息时，寄存器寻址起始地址为0，寄存器1所对应的地址为0。请求的预置值位于查询数据区。寄存器内容被预置后，返回正常响应。表4所列是06预置单个寄存器的功能举例。

3 程序设计

首先，程序设计时要明确所实现的Modbus协议的功能，并且要确定传输模式和错误校验方法。本文主要是实现Modbus协议中的03读保持寄存器和06预置单个寄存器的功能，并选用RTU模式进行通讯，使用的是CRC错误校验方法。

其次，要熟悉Picoblaze核的结构、编程方法及指令集，同时确定要使用的寄存器编号和I＼O接口，文本的编辑器中使用汇编指令编写程序，并以．psm格式保存。

然后，要使用Kcpsm3进行编译综合并将已经编写好的程序(．psm)转换成．vhd格式。具体操作时，首先要将程序(．psm文件)保存到Kcpsm3文件夹下面的Assembler文件夹下，然后设置一个．txt文件，以用来保存编译后的结果(如result．txt)。这样，打开result.txt文件就可以在最下面发现程序是否出错，如果出错，系统应提示相关错误；如果程序无误，则会显示success。这样，就可以在Dos环境下使用Kcpsm3编译器。图3所示是本系统的软件程序流程图。图4给出了其相关命令图。

接下来，便可使用ISE下载综合，以将刚生成的．VHD文件添加到工程中。然后再生成工程文件，这样，等运行结束后，就可以下载程序了。

最后，可以通过一个安装好的Modbus上位机程序Modbus Poll来检测数据传输的正确性，再选择要实现的功能、地址和寄存器，并写入数据，之后便可选择发送，其发送后的结果如图5所示。一切就绪后，便可将数据写到相应的地址。

4 结束语

本文研究了工业上常用的Modbus通讯协议的基本通信方式，并基于Xilinx Spartan-3E FPGA的Picoblaze软核实现了RTU模式的Modbus通信协议。实验证明，该方式的收、发双方通信良好，可以达到预计效果。从而证明，该设计方法具有一定的实用性。

作者：同济大学 张晶磊 来源：电子元器件应用