DMA+Modbus

温柔的郎

各位大神好，

     大家知道Modbus协议是全宇宙设备免费通用的交互通信协议，在嵌入式单片机通信里，是绕不过去的协议。
     嵌入式工程师在实现Modbus从机时，通常会面临三种接收方案的选择：
      1 轮询方式：CPU不断查询USART接收寄存器状态，简单但CPU占用率极高
      2 基础中断接收：每个字节触发中断，频繁中断导致系统响应延迟
      3 DMA+空闲中断：DMA自动搬运数据，空闲中断精准判断帧结束
    以下是这三种方案的优略比较，很明显，第3种方案是最优选择。
      
    有哪位大神能系统讲讲DMA+空闲中断方式的Modbus通信啊，最好能有个实例辅助验证讲解，
    在网上也查了好多，好的讲解都是夸夸其谈或者AI生成的美文，应用起来各种问题，
    硬汉大神有好几版讲Modbus通信的实例+示例程序的，讲的非常好，非常仔细，
   也希望硬汉大神团队，能否更新版Modbus通信，把Modbus通信升级到DMA+空闲中断模式，给大家讲解讲解。
   

eric2013

空闲中断方式不行，因为空闲中断是固定的一个字符间隔空闲，不是Modbus协议的3.5个字符，不符合协议规范。

yono

如果是 modbusRTU 485 通信，那简直和 DMA 是天生绝配。

整个功能各个部分全都是“通道化”的思维。

modbusRTU 主->从 从->主 的通道
485 收通道 发通道
DMA 搬运通道

只是 1.5 字符和 3.5 字符，要额外增加一个轮询机制结合空闲中断来计时，推荐楼主深入研究。

穹顶之下2018

合适的mcu（如stm32h743,基本上st新的ic的usart ip都很强大）可以做到硬件高效收发，减少软件处理：usart支持硬件控制485的en脚，支持硬件超时功能设置（非空闲中断），支持dma收发。

jasonZJR

我来说说实际应用吧，用空闲中断确实不满足协议规定的3.5字符间隔，实际使用并没啥问题，我的项目都是115200，dma+idle，设备覆盖10余个品类，其中3个品类出货量2w+，其余零零散散也有1w+出货量，目前没发现问题，我设备的使用环境也包括电磁干扰比较强的地方，用于发动机启停控制

ou513

jasonZJR 发表于 2026-6-10 16:32
我来说说实际应用吧，用空闲中断确实不满足协议规定的3.5字符间隔，实际使用并没啥问题，我的项目都是11520 ...

这个其实就不管这个T3.5时间间隔，反正收到完整的数据帧就处理是吧

gugugui

jasonZJR 发表于 2026-6-10 16:32
我来说说实际应用吧，用空闲中断确实不满足协议规定的3.5字符间隔，实际使用并没啥问题，我的项目都是11520 ...

对帧要求比较严格的场景就不行，你响应过快。它会收不到，比如新版本的施耐德PLC

gugugui

用空闲中断加硬件定时器方式来做，根据波特率的不同定时器的超时时间不同，这样可以做到很标准的帧间隔。另外，F7、H7串口有超时中断，但是要非常谨慎用，甚至不要用，因为它可能会误触发中断导致帧被破坏，导致该帧数据丢失，我们实际项目就遇到了，后来改成空闲中断+硬件定时器，非常稳，连续通信不会丢帧

jasonZJR

ou513 发表于 2026-6-11 21:28
这个其实就不管这个T3.5时间间隔，反正收到完整的数据帧就处理是吧

我确实没管间隔，也没判断完整性，idle触发后，校验modbus，通过就处理，不通过就丢弃

jasonZJR

gugugui 发表于 2026-6-11 21:32
对帧要求比较严格的场景就不行，你响应过快。它会收不到，比如新版本的施耐德PLC

嗯嗯，我这个肯定是非标做法，但能应付大多数场景了，要收发双方保持一致性就好

死不低头

这三个方式我都在F1 F4 H7 G0 RP2350 里试过。DMA+轮询也做过，也挺好用的。不要信任何国内AI，搞技术真的错误率99.9%以上。

最不建议是中断方式，因为频繁中断容易打断别的东西工作，如果波特率比较低，比如9600 19200其实轮询也非常靠谱，占用CPU其实非常低，特别是有硬件FIFO的H7 G0这些新型的MCU

DMA加空闲中断方式在高速通信里绝对是首选，DMA+轮询 实现500K波特率也没什么问题。

接收因为是不定的，所以一个接收需要一个DMA通道，发送是可控的，如果DMA通道不够用，可以几个串口共用一个DMA通道发送数据，只要每次发送前配置一下就行。

串口空闲中断有些MCU是没有的，有些是配合基本定时器来实现的 ，可以实现严格的3.5个字节空闲时间，这个可以参考HC32F4A0的串口空闲中断实现。

ST的话直接用空闲中断也可以的，我试过好像挺稳定。

总的来说我还是比较喜欢DMA+轮询，弄个1ms任务，每1ms去查询一下接收到个数是否有变化，只要1-4个ms数据个数没变化自然就完成了，所有支持DMA的MCU应该都能通用，速度和稳定性当然也是不错的，我记得去年用F4试过，500K波特率用上位机快速收发MODBUS数据一点问题都没有，而且占用资源也不多，逻辑还非常简单。

水沝淼

最好DMA+轮询，不要回太快，太快时上位机来不及接收，慢几ms都没关系，上位机一般都会有接收超时，
我一般是10ms轮询DMA状态。

死不低头

水沝淼 发表于 2026-6-12 17:58
最好DMA+轮询，不要回太快，太快时上位机来不及接收，慢几ms都没关系，上位机一般都会有接收超时，
我一般 ...

DMA+轮询确实非常适合这些不要求高速高实时的通信，适应性也非常好。

就是串口没有附带专门的硬件CRC，不然可比CAN舒服多了。

开4个串口加一堆ADC和IO扫描滤波和逻辑判断，F103这种MCU，用个软定时器实现1ms定时任务完全没压力，就怕多个高频中断，那是真的耗资源。

所以现在的主流MCU我觉得完全不需要使劲堆什么性能和牛逼配置，把DMA通道多弄几个，就好用很多。
真要高性能就堆核，两个核一个就用来专门高频中断任务，比当个高主频的要高效。

dukelec

死不低头 发表于 2026-6-13 12:36
DMA+轮询确实非常适合这些不要求高速高实时的通信，适应性也非常好。

就是串口没有附带专门的硬件CRC ...

现在的 mcu 也有硬件 crc，可以计算 modbus crc

外接的串口控制器，有的也自带 crc 计算和校验，自动分包、组包、过滤，甚至还支持 CAN 总线的按位仲裁，譬如 CDCTL01A，速率最高 50 Mbps，可装载的数据量也比 CAN 大很多，payload 最大 253 字节

死不低头

dukelec 发表于 2026-6-13 16:02
现在的 mcu 也有硬件 crc，可以计算 modbus crc

外接的串口控制器，有的也自带 crc 计算和校验，自动 ...

有是有，就是不太好用，有的还好几个CRC单元，要将数据装载进去算一下，只能说比软件算快一点，没法自动添加CRC和校验，这点比CAN和SPI确实差了不少。

温柔的郎

死不低头 发表于 2026-6-12 12:10
这三个方式我都在F1 F4 H7 G0 RP2350 里试过。DMA+轮询也做过，也挺好用的。不要信任何国内AI，搞技术真的 ...

这才是大神啊！！
不但知道，而且还知道好几种方法，各自的优缺点，
厉害啊！！

冬言

modbus强制要3.5个空闲吗（码代码的时候真没考虑过，）？我都是用空闲中断+DMA。有什么特殊要求下，需要在串口上跑高负载的通讯吗？用中断+定时器好像也没啥区别。
而且在115200下轮询或者中断啥的真占这么多cpu资源？？？4MHz下，也没这么多吧。。。。