随着信息技术的发展,工业控制领域的许多设备都有网络互连的需求,伴随着以太网技术向低内存、低容量的发展趋势,嵌入式以太网技术应运而生。工控领域中,很多工控设备的物理接口层都是使用串口连接。串口设备具有传输带宽窄、传输距离近、布线成本高、抗干扰能力弱的缺点,而以太网技术克服了以上缺点,所以将串口设备转换成以太网设备更加利于网络组建。Modbus协议是流行的现场总线之一,Modbus-TCP协议具有简单、高效、稳定的优势,是我们在应用层设计中的首选。在这些背景下,我们提出了本文的课题Uart转Modbus-TCP客户机的设计与实现。经过充分的调查和研究,选用性价比高的意法半导体生产的Cotex-M3内核的STM32F107系列单片机为硬件载体,选用Keil、Modbus Salve、SecureCRT等开发调试工具搭建开发环境,选用国产的RT-Thread操作系统、瑞士科学院的TCP/IP协议栈LwIP、开源的Modbus协议Lib-Modbus作为软件基础。将这些软件集合到一起,并在这些软件的基础上,编写外围设备的各种驱动及应用软件,包括Flash读写驱动、TCP客户端应用、串口应用、Modbus应用。根据系统对指令的需求,精心设计了指令的协议和规范。经过设计和调试,完成了Modbus-TCP协议的8种基本操作,并进行了功能测试和性能测试,除读写多保持寄存器外,功能均已实现。性能方面,在间隔100ms发送指令,均不出现错误。设计中不足之处是,没有对多条指令同时到达时,将多条指令统一成一条指令进行Modbus协议操作以提高执行的效率。在设计的模块上执行操作时,建议发送完指令后,等待模块的回应以后再执行下一条指令的发送,这样会得到一个更稳定的系统。