基于FPGA的Picoblaze核實現Modbus通信協議

3 程序設計
首先，程序設計時要明確所實現的Modbus協議的功能，并且要確定傳輸模式和錯誤校驗方法。本文主要是實現Modbus協議中的03讀保持寄存器和06預置單個寄存器的功能，并選用RTU模式進行通訊，使用的是CRC錯誤校驗方法。
其次，要熟悉Picoblaze核的結構、編程方法及指令集，同時確定要使用的寄存器編號和I＼O接口，文本的編輯器中使用匯編指令編寫程序，并以．psm格式保存。
然后，要使用Kcpsm3進行編譯綜合并將已經編寫好的程序(．psm)轉換成．vhd格式。具體操作時，首先要將程序(．psm文件)保存到Kcpsm3文件夾下面的Assembler文件夾下，然后設置一個．txt文件，以用來保存編譯后的結果(如result．txt)。這樣，打開result.txt文件就可以在最下面發現程序是否出錯，如果出錯，系統應提示相關錯誤；如果程序無誤，則會顯示success。這樣，就可以在Dos環境下使用Kcpsm3編譯器。圖3所示是本系統的軟件程序流程圖。圖4給出了其相關命令圖。

接下來，便可使用ISE下載綜合，以將剛生成的．VHD文件添加到工程中。然后再生成工程文件，這樣，等運行結束后，就可以下載程序了。
最后，可以通過一個安裝好的Modbus上位機程序Modbus Poll來檢測數據傳輸的正確性，再選擇要實現的功能、地址和寄存器，并寫入數據，之后便可選擇發送，其發送后的結果如圖5所示。一切就緒后，便可將數據寫到相應的地址。

4 結束語
本文研究了工業上常用的Modbus通訊協議的基本通信方式，并基于Xilinx Spartan-3E FPGA的Picoblaze軟核實現了RTU模式的Modbus通信協議。實驗證明，該方式的收、發雙方通信良好，可以達到預計效果。從而證明，該設計方法具有一定的實用性。