示例程序

本章说明如何下载、配置并运行 C、Python、STM32 和 Arduino 示例，通过 Modbus RTU 控制四路 PWM 输出模块。

示例范围

本产品为成品功能模块，不属于二次开发模块，不提供模块内部固件源码及工程文件。

本页提供的 C、Python、STM32 和 Arduino 程序仅用于演示外部主控如何通过 Modbus RTU 操作模块，并非属于模块源码。

主控板适配、硬件故障排查以及用户自行修改的 GPIO、UART 初始化代码不属于示例程序支持范围。

下载示例程序

Ubuntu 用户安装下载和解压工具，然后下载示例压缩包。下面的地址是占位符，发布 Wiki 时请替换为实际下载链接：

sudo apt install -y wget unzip
wget  https://www.waveshare.net/w/upload/6/60/Pwm_4ch.zip
unzip pwm_4ch_demo.zip
cd pwm_4ch_demo

解压后的目录结构如下：

pwm_4ch_demo/
├── c/
├── python/
├── STM32/
└── Arduino/

Windows 用户可以使用浏览器下载示例程序并解压，后续进入对应平台目录即可。

功能概览

设备共有 4 个 PWM 通道，通道编号为 1～4。示例库提供以下功能：

功能	C、STM32	Python	Arduino	Modbus 指令
读取或设置单路频率	read_frequency、write_frequency	read_frequency()、write_frequency()	readFrequency()、writeFrequency()	读 0x03，写 0x10
读取或设置单路占空比	read_duty、write_duty	read_duty()、write_duty()	readDuty()、writeDuty()	读 0x03，写 0x06
同时读写一路频率和占空比	read_channel、write_channel	read_channel()、write_channel()	readChannel()、writeChannel()	读 0x03，写 0x10
连续读写多个通道	read_channels、write_channels	read_channels()、write_channels()	readChannels()、writeChannels()	读 0x03，写 0x10
读取或设置串口参数	read_serial_param、write_serial_param	read_serial_parameters()、write_serial_parameters()	readSerialParameters()、writeSerialParameters()	读 0x03，写 0x06
读取或设置设备地址	read_address、write_address	read_device_address()、write_device_address()	readDeviceAddress()、writeDeviceAddress()	读 0x03，写 0x06
读取软件版本	read_version	read_software_version()	readSoftwareVersion()	读 0x03

Python 示例

Python 示例位于 python/ 目录，使用 pymodbus 完成 Modbus RTU 通信。建议在虚拟环境中安装依赖：

sudo apt install -y python3 python3-venv python3-pip
cd python
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
python -m pip install pymodbus

初始化提示

打开 main_pwm4ch.py，根据实际连接修改串口和设备地址。示例默认的串口为 /dev/ttyUSB0：

SERIAL_PORT = "/dev/ttyUSB0"

示例中的主要操作如下：

# 串口总线和 PWM 设备分别初始化，同一条总线可连接多个设备。
client = ModbusSerialClient(
    port=SERIAL_PORT,
    baudrate=9600,
    bytesize=8,
    parity="N",
    stopbits=1,
    timeout=0.3,
)
bus = ModbusRtuBus(client)
bus.connect()
pwm = ModbusRtuPwmOutput4Ch(device_id=1)

# 读取 CH1 的频率和占空比
value = pwm.read_channel(bus, 1)

# 将 CH1 设置为 1000 Hz、50%
pwm.write_channel(bus, 1, 1000.0, 50.0)

# 同时设置 CH1 和 CH2
pwm.write_channels(bus, 1, [(1000.0, 50.0), (200.0, 20.0)])

# 读取 CH1～CH2
values = pwm.read_channels(bus, 1, 2)

运行完整示例：

python main_pwm4ch.py

以下是 Python 示例程序在 Ubuntu 下的实测结果；

C 示例

C 示例位于 c/ 目录：

• pwm4ch.h：数据结构、错误码和对外接口声明。
• pwm4ch.c：Modbus RTU 帧组装、CRC 校验、响应检查和设备操作实现。
• main_pwm4ch.c：完整调用示例，并打印每次通信的 TX、RX 数据帧。
• Makefile：编译、运行和清理命令。

初始化提示

运行前请在 main_pwm4ch.c 中修改 PWM4CH_DEMO_PORT。Linux 可填写 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0，Windows 可填写 COM6 等实际端口名称。示例程序不接收命令行参数，修改后需要重新执行 make。

pwm4ch_bus_t bus;
pwm4ch_t pwm;

/* 打开串口并初始化地址为 1 的设备。 */
pwm4ch_bus_open(&bus, "/dev/ttyUSB0", 9600);
pwm4ch_init(&pwm, 1);

/* 将 CH1 设置为 1000 Hz、50%。 */
pwm.write_channel(&pwm, &bus, 1, 1000.0, 50.0);

/* 读回 CH1，结果保存在 pwm.channel[0] 中。 */
pwm.read_channel(&pwm, &bus, 1);

pwm4ch_bus_close(&bus);

编译命令：

sudo apt install -y build-essential
cd c
make
./pwm4ch_demo

Windows 使用 MSYS2/MinGW 时执行：

cd c
mingw32-make
.\pwm4ch_demo.exe

C 示例会保存并打印最后一次发送帧 tx、接收帧 rx 和 Modbus 异常码，便于检查设备地址、功能码、寄存器以及 CRC。

STM32 示例

示例使用的硬件：NUCLEO-F103RB 和 RS485 CAN Shield。

STM32 示例位于 STM32/ 目录，已在 Keil 工程 MDK-ARM/Modbus PWM 4CH.uvprojx 中加入 Src/pwm4ch.c 和 Inc/pwm4ch.h。

使用 Keil MDK 编译和烧录：

1. 双击打开 STM32/MDK-ARM/Modbus PWM 4CH.uvprojx
2. 在 Keil 中选择目标 Modbus PWM 4CH，按 Rebuild 重新编译工程。
3. 连接下载器并按下Download 烧录程序。
   
4. 使用SSCOM 串口调试助手打开 USART2 调试串口，参数为 115200, 8N1。
5. 复位开发板，查看设备操作、TX、RX 和运行结果。

示例工程的 RS485 和调试串口引脚如下。

通道	STM32F103 引脚	连接或用途
RS485 发送	PA9 / USART1_TX	连接 RS485 收发器 DI
RS485 接收	PA10 / USART1_RX	连接 RS485 收发器 RO
RS485 方向使能	PA8 / GPIO Output	同时连接 DE 和 /RE；高电平发送，低电平接收
调试串口发送	PA2 / USART2_TX	连接串口工具 RX，输出 TX、RX 报文和运行结果
调试串口接收	PA3 / USART2_RX	示例已初始化，当前演示不读取调试命令

设备函数调用示例：

PWM4CH_Bus pwm_bus;
PWM4CH_Device pwm;

PWM4CH_Init(&pwm, 1);

pwm.write_channel(&pwm, &pwm_bus, 1, 1000.0f, 50.0f);
pwm.read_channel(&pwm, &pwm_bus, 1);

程序复位后通过 USART2 调试串口依次执行设备地址、串口参数、软件版本以及 PWM 通道的读取和写入。

Arduino 示例

示例使用的硬件：UNO PLUS 和 RS485 CAN Shield。

使用 Arduino IDE 编译和上传：

1. 双击打开 Arduino/Modbus_RTU_PWM_Output_4CH/Modbus_RTU_PWM_Output_4CH.ino。

2. 在 Arduino IDE 中选择开发板 Arduino Uno，并选择开发板对应的串口。

3. 单击 验证，编译示例程序。

4. 编译完成后，单击 上传，将程序上传到 UNO PLUS。

5. 上传完成后，打开 Arduino IDE 的 串口监视器，将波特率设置为 115200。

6. 复位开发板，查看设备操作、TX、RX 和运行结果。

   

设备函数调用示例：

SoftwareSerial rs485(2, 8);   // RX, TX
ModbusRtuBus bus(rs485, 7);   // 串口和 RS485 收发
ModbusRtuPwmOutput4Ch pwm(1); // PWM 设备地址

pwm.writeChannel(bus, 1, 1000.0f, 50.0f);
pwm.readChannel(bus, 1);

const Pwm4ChValue &value = pwm.value(1);

完整示例默认打印每次通信的 TX、RX 报文。无需打印时，注释 .ino 文件开头的 #define PWM4CH_PRINT_FRAMES 即可。

注意事项

注意事项

• 修改设备地址或串口参数后，后续通信必须同步使用新参数。
• 通信失败时，依次检查供电、RS485 A/B 接线、串口权限、设备地址和波特率。