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ERR_OK) { tcp_abort(listen_pcb); return; } // 开始监听 struct tcp_pcb *server_pcb tcp_listen(listen_pcb); if (!server_pcb) { tcp_close(listen_pcb); return; } // 设置接受回调 tcp_accept(server_pcb, on_connection_accepted); }这里的关键是tcp_accept()它会在有新连接到来时触发回调函数。第二步处理客户端会话static err_t on_connection_accepted(void *arg, struct tcp_pcb *new_pcb, err_t err) { if (err ! ERR_OK) return ERR_VAL; // 设置接收回调 tcp_recv(new_pcb, on_data_received); tcp_err(new_pcb, on_connection_error); return ERR_OK; }一旦连接建立我们就把on_data_received挂到recv回调上等待数据到达。第三步解析并响应请求这才是重头戏。下面是简化版的接收处理函数static err_t on_data_received(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *p, err_t err) { if (!p) return ERR_OK; // 远程关闭连接 uint8_t *payload (uint8_t *)p-payload; int len p-len; // 至少要有MBAP头 功能码 if (len 8) { pbuf_free(p); return ERR_OK; } uint16_t trans_id ntohs(*(uint16_t*)payload[0]); uint16_t proto_id ntohs(*(uint16_t*)payload[2]); uint16_t data_len ntohs(*(uint16_t*)payload[4]) - 1; // 减去Unit ID uint8_t unit_id payload[6]; uint8_t func_code payload[7]; // 协议ID必须为0Unit ID需匹配本地设置 if (proto_id ! 0 || unit_id ! LOCAL_UNIT_ID) { pbuf_free(p); return ERR_OK; } // 提取数据区跳过前8字节 uint8_t *data payload[8]; switch (func_code) { case 0x03: handle_read_holding_registers(pcb, data, data_len, trans_id); break; case 0x06: handle_write_single_register(pcb, data, trans_id); break; case 0x10: handle_write_multiple_registers(pcb, data, data_len, trans_id); break; default: send_exception_response(pcb, func_code, 0x01, trans_id); // 非法功能码 break; } pbuf_free(p); // 记得释放缓冲区 return ERR_OK; }几点关键细节所有两字节以上字段都要用ntohs()转换字节序网络序 → 主机序必须检查proto_id 0和unit_id是否匹配每次处理完记得pbuf_free(p)否则内存迟早耗尽异常响应要保留原始trans_id否则主站无法匹配。第四步模拟寄存器访问为了便于管理建议用结构体统一定义寄存器映射typedef struct { uint16_t temperature; // 地址 40001 uint16_t humidity; // 地址 40002 uint16_t set_point; // 地址 40003 uint16_t output_enable; // 地址 40004 } holding_regs_t; holding_regs_t g_hregs; #define REG_TEMP 0 #define REG_HUMI 1 #define REG_SETPOINT 2 #define REG_OUTPUT_EN 3然后在handle_read_holding_registers()中按偏移访问void handle_read_holding_registers(struct tcp_pcb *pcb, uint8_t *buf, int len, uint16_t tid) { if (len 4) { send_exception_response(pcb, 0x03, 0x02, tid); return; } uint16_t start_addr ntohs(*(uint16_t*)buf[0]); // 起始地址 uint16_t reg_count ntohs(*(uint16_t*)buf[2]); // 寄存器数量 // 边界检查 if (reg_count 0 || reg_count 125 || start_addr reg_count MAX_HOLDING_REGS) { send_exception_response(pcb, 0x03, 0x02, tid); // 非法地址 return; } // 构造响应 uint8_t resp[256]; int pos 0; *(uint16_t*)resp[pos] htons(tid); pos 2; *(uint16_t*)resp[pos] 0; pos 2; // protocol id *(uint16_t*)resp[pos] htons(2 1 reg_count*2); pos 2; // length resp[pos] LOCAL_UNIT_ID; resp[pos] 0x03; // function code resp[pos] reg_count * 2; // byte count for (int i 0; i reg_count; i) { uint16_t val get_holding_register(start_addr i); *(uint16_t*)resp[pos] htons(val); pos 2; } tcp_write(pcb, resp, pos, TCP_WRITE_FLAG_COPY); tcp_output(pcb); }注意响应中的length字段是以“字”为单位的包含后面的unit_id到数据结束。常见坑点与调试秘籍纸上得来终觉浅。下面这些经验都是我在深夜对着 Wireshark 抓包一点一点试出来的。❌ 问题1主站显示“超时”但从机明明收到了请求原因忘记调用tcp_output()。tcp_write()只是把数据放进发送队列必须跟tcp_output()配合才能真正发出。很多人漏掉这一句导致响应卡在缓冲区里。✅ 正确做法tcp_write(pcb, data, len, TCP_WRITE_FLAG_COPY); tcp_output(pcb); // 必不可少❌ 问题2偶尔出现乱码或功能码错误原因TCP 是流式协议Modbus 报文可能被拆包例如一个完整的 12 字节请求被分成 [8][4] 两次送达。如果你在第一次就尝试解析必然失败。✅ 解决方案实现帧同步机制维护一个接收缓冲区累计收到的数据直到满足Length字段声明的总长度再解析。#define RX_BUF_SIZE 128 static uint8_t rx_buf[RX_BUF_SIZE]; static int rx_index 0; // 在 recv 回调中累积数据 while (p) { memcpy(rx_buf[rx_index], p-payload, p-len); rx_index p-len; // 检查是否收到完整MBAP头 if (rx_index 6) { uint16_t total_len ntohs(*(uint16_t*)rx_buf[4]) 6; // 6 for MBAP head if (rx_index total_len) { parse_modbus_frame(rx_buf, total_len, pcb); memmove(rx_buf, rx_buf[total_len], rx_index - total_len); rx_index - total_len; } } p p-next; }❌ 问题3多主站轮询时响应错乱现象两个 HMI 同时连接A 的请求收到了 B 的响应。原因全局缓冲区未隔离或响应时用了错误的pcb指针。✅ 解决方法每个连接使用独立的接收上下文在accept时通过arg传递连接状态使用互斥锁保护共享寄存器区特别是在 DMA 更新时。sys_mutex_t reg_mutex; void update_temperature(int temp) { sys_mutex_lock(reg_mutex); g_hregs.temperature (uint16_t)temp; sys_mutex_unlock(reg_mutex); }高阶技巧让你的从站更健壮基础功能跑通后可以加入一些实用特性提升产品竞争力。✅ 连接保活机制长时间无数据交互可能导致 NAT 超时断开。启用 TCP Keep-Alivetcp_keepalive_enable(listen_pcb); TCP_KEEPIDLE_DEFAULT 20000; // 空闲20秒后开始探测 TCP_KEEPINTVL_DEFAULT 5000; // 每5秒发一次 TCP_KEEPCNT_DEFAULT 3; // 连续3次无响应则断开✅ 支持动态 Unit ID某些网关会通过不同 Unit ID 访问同一设备的不同功能模块。可以在初始化时注册多个虚拟从站。✅ 添加调试接口预留一组特殊寄存器用于查看内部状态寄存器地址用途49990当前连接数49991接收请求数49992异常响应数49993触发固件升级方便后期远程诊断。结语不止于通信更是系统思维的体现实现一个 ModbusTCP 从站表面看只是加了几百行代码实则是对嵌入式系统整体能力的考验网络协议的理解内存管理的严谨并发访问的控制错误恢复的设计。当你能在 STM32 上稳定运行一个支持多主站轮询、具备断线重连、寄存器防冲突的 Modbus 服务时你就已经迈过了工业通信的门槛。未来无论是转向 MQTT、OPC UA还是构建边缘计算网关这段经历都会成为你技术底座中最坚实的一块砖。如果你正在做类似的项目欢迎在评论区交流具体问题。我可以分享完整的工程模板基于 STM32HAL LwIP FreeRTOS助你少走弯路。