Qt下使用modbus-c库实现PLC线圈/保持寄存器的读写_qt modbus库函数源码

系列文章目录

提示：这里是该系列文章的所有文章的目录
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

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）

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.h

SOURCES += \
    $$PWD/modbus.c \
    $$PWD/modbus-data.c \
    #$$PWD/modbus-rtu.c \
    $$PWD/modbus-tcp.c \
    $$PWD/mymodbuslib.cpp

LIBS += -L$$PWD/lib/ -lws2_32
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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_OBJECT

public:
    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
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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!";
    }
}
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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：

1.ModbusTest.pro

QT       += core gui

greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

CONFIG += c++11

DEFINES += 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.cpp

HEADERS += \
    mainwindow.h

FORMS += \
    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
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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_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    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
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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);
}
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4.mainwindow.ui

四、下载链接

modbus-c库下载链接：https://pan.baidu.com/s/1rBQzOhwPIrRxL_f2CofJxQ
提取码：xxcj

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总结

后续在使用modbus-c库的测试中，发现读写的效率是比Qt自带的modbus模块要高并且稳定的，建议在需要与PLC进行tcp通信时使用这种方式。这里我的ModbusLib类封装在一个文件夹内，要调用直接在工程pro中添加pri子模块就可以使用，比较方便。

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hello：
共同学习，共同进步，如果还有相关问题，可在评论区留言进行讨论。

参考博客：QT 使用第三方C库实现Modbus通讯