simple-master — Modbus RTU Master Driver (PIC CCS)

El proyecto simple-master es un driver minimalista de Modbus RTU Master escrito desde cero para el compilador CCS PIC C, inspirado en la librería original modbus.c pero:

• Más simple
• Menos RAM
• Sin dependencias externas
• Totalmente configurado por #define desde el main
• Basado en interrupción RDA + ring buffer
• Con helpers de debug para inspeccionar TX/RX

Este driver está diseñado para aplicaciones embebidas tipo Protolink y plataformas Modbus industriales.

📦 Características principales

• Implementación 100% propia, sin incluir modbus.c de CCS.

• Funciona exclusivamente como Maestro Modbus RTU.

• Usa INT_RDA + ring buffer para recepción robusta.

• Control automático de DE/RE para RS-485 half-duplex.

• CRC16 Modbus integrado.

• Transacciones bloqueantes con:

  • Timeout global de respuesta
  • Gap de silencio para fin de trama

• Debug integrado para inspección de tráfico Modbus.

• API sencilla y directa:

  • smodbus_read_holding()

  • smodbus_read_holding_u16()

  • smodbus_write_u16()

📁 Estructura del driver

El driver se divide en:

master_simple.h    → Definiciones, configuración y prototipos de API
master_simple.c    → Implementación completa del driver

El main debe incluir ambos:

#define SMODBUS_BAUD     9600
#define SMODBUS_TX_PIN   PIN_C6
#define SMODBUS_RX_PIN   PIN_C7
#define SMODBUS_DE_PIN   PIN_E2
#define SMODBUS_RE_PIN   PIN_E2
#define SMODBUS_DEBUG    1

#include "master_simple.h"
#include "master_simple.c"

⚙️ Configuración vía #define

Todos los parámetros pueden redefinirse desde el main:

Macro	Descripción	Default
SMODBUS_BAUD	Baud rate UART	9600
SMODBUS_TX_PIN	Pin TX	PIN_C6
SMODBUS_RX_PIN	Pin RX	PIN_C7
SMODBUS_DE_PIN	Enable TX RS485	0
SMODBUS_RE_PIN	Enable RX RS485	0
SMODBUS_RING_SIZE	Tamaño ring RX	128
SMODBUS_TIMEOUT_MS	Tiempo total de espera	200
SMODBUS_GAP_MS	Silencio = fin de trama	5
SMODBUS_DEBUG	Habilitar debug	0

🧠 Arquitectura interna

1. Ring buffer RX (circular)

Implementado con:

volatile uint8 smodbus_ring[SMODBUS_RING_SIZE];
volatile uint8 smodbus_ring_head;
volatile uint8 smodbus_ring_tail;

2. Interrupción INT_RDA

Lee bytes vía:

#use rs232(..., stream=MODBUS_UART)

#INT_RDA
void smodbus_isr_rda(void)
{
    uint8 c = fgetc(MODBUS_UART);
    // Inserta en ring buffer
}

3. Transacción Modbus

Flujo:

• Limpia RX (smodbus_rx_flush)
• Envía trama TX
• Espera primer byte (timeout total)
• Recibe hasta detectar gap de silencio
• Valida CRC
• Retorna SMODBUS_OK o error

🔍 Funciones de debug

Activar en el main:

#define SMODBUS_DEBUG 1

Helpers:

smodbus_debug_tx(frame, len);
smodbus_debug_rx(frame, len);
smodbus_debug_hex("TAG", data, len);

Salida típica:

[TX] (8 bytes): 01 03 00 04 00 01 C5 CB
[RX] (7 bytes): 01 03 02 00 7B B9 88

🧪 API Pública

Inicialización

void smodbus_init(void);

Habilita UART, DE/RE, INT_RDA y buffer RX.

Lecturas Holding Registers (0x03)

smodbus_status_t smodbus_read_holding(
    uint8 slave,
    uint16 start_address,
    uint16 quantity,
    uint16 *dest
);

Leer un solo registro:

smodbus_status_t smodbus_read_holding_u16(
    uint8 slave,
    uint16 reg_address,
    uint16 *value
);

Escritura Holding Register (0x06)

smodbus_status_t smodbus_write_u16(
    uint8 slave,
    uint16 reg_address,
    uint16 value
);

Estados / Errores

typedef enum {
    SMODBUS_OK = 0,
    SMODBUS_ERR_TIMEOUT,
    SMODBUS_ERR_CRC,
    SMODBUS_ERR_FRAME,
    SMODBUS_ERR_EXCEPTION
} smodbus_status_t;

⚠️ Errores comunes encontrados y corregidos

1. Problema con tipos mezclados (uint8 vs uint16)

max_len era uint16 y len uint8 → CCS optimizaba la comparación y nunca guardaba bytes → len = 0.

Fix: ambos uint8.

2. Textos constantes en debug

CCS no acepta const char*. Solución:

smodbus_debug_hex((char*)"TX", frame, len);

3. Salida prematura del frame por gap

El driver medía “silencio” antes del primer byte.

Fix: esperar primer byte antes de iniciar conteo de gap.

📘 Ejemplo completo

#define SMODBUS_BAUD 9600
#define SMODBUS_TX_PIN PIN_C6
#define SMODBUS_RX_PIN PIN_C7
#define SMODBUS_DE_PIN PIN_E2
#define SMODBUS_RE_PIN PIN_E2
#define SMODBUS_DEBUG 1

#include "master_simple.h"
#include "master_simple.c"

void main(void)
{
    uint16 val;
    smodbus_status_t st;

    smodbus_init();

    while(TRUE)
    {
        st = smodbus_read_holding_u16(1, 0x0004, &val);

        if(st == SMODBUS_OK)
            printf("VALUE: %Lu\r\n", val);
        else
            printf("ERROR: %u\r\n", st);

        delay_ms(500);
    }
}

🛠️ Pendientes / Extensiones futuras

Funciones Modbus adicionales:

• 0x04 Input Registers

• 0x01 Coils

• 0x02 DI Status

• 0x10 Write Multiple

• Versión no bloqueante con máquina de estados.

• Scheduler maestro multi-esclavo.

• Timeout dinámico por baud rate (t3.5 / t1.5).

• Integración directa a Protolink como módulo.