以“设备当前波特率为 9600，主站把保持寄存器 40002 写成 0x13，切换到 19200”为例，完整流程如下。

主站以旧波特率发送写命令
        ↓
FreeModbus 解析请求
        ↓
写入 holding_registers[波特率代码]
        ↓
设置 holding_dirty
        ↓
先以旧波特率发送成功响应
        ↓
响应发送完成
        ↓
setBaudrateCode() 更新 APP 配置
        ↓
停止旧 Modbus 栈
        ↓
按新波特率重新初始化
        ↓
延迟写入 Flash

1. 主站发送写请求

波特率代码位于：

MODBUS_HOLDING_BAUDRATE_CODE = 1

也就是：

  • 显示地址：40002
  • Modbus PDU 地址：1
  • 允许值：
代码波特率
0x114800
0x129600
0x1319200
0x14115200

假设当前设备使用 9600，主站通过功能码 06 写入：

从站地址：1
功能码：06
寄存器地址：0001
寄存器值：0013

这条命令必须使用当前的旧波特率 9600 发送。

2. FreeModbus 收到完整帧

USART 中断逐字节接收数据，RTU 的 T3.5 定时器判断一帧结束，然后产生：

EV_FRAME_RECEIVED

主循环持续执行：

while(1) {
    (void)eMBPoll();
    app_measurement_task();
    modbus_app_task();
    alarm_task();
}

位置：main.c

eMBPoll() 收到完整帧后，检查从站地址，然后产生 EV_EXECUTE 事件。

3. 执行功能码 06

下一次 eMBPoll() 处理 EV_EXECUTE，找到功能码处理函数：

eMBFuncWriteHoldingRegister()

FreeModbus 从请求帧中取出地址和值：

usRegAddress = ...;
usRegAddress++;

这里 PDU 地址 1 加一后，以地址 2 传给应用回调：

eMBRegHoldingCB(buffer, 2, 1, MB_REG_WRITE);

4. 应用回调解析数据

进入 modbus_app.c：

eMBErrorCode eMBRegHoldingCB(UCHAR *buffer,
                             USHORT address,
                             USHORT count,
                             eMBRegisterMode mode)

首先转换成数组下标：

start = address - 1U;

因此：

address = 2
start   = 1

正好对应：

holding_registers[MODBUS_HOLDING_BAUDRATE_CODE]

然后把 Modbus 大端字节转换成 uint16_t：

values[i] = ((uint16_t)buffer[0] << 8) | buffer[1];

得到：

values[0] = 0x0013;

最后调用：

modbus_map_write_holding(1, 1, values);

5. 校验并更新保持寄存器映像

进入 modbus_map_write_holding()。

它先检查地址范围，然后创建候选数组：

memcpy(candidate, holding_registers, sizeof(candidate));
memcpy(&candidate[start], values,
       quantity * sizeof(uint16_t));

这样做是为了先验证，不立即破坏原数组。

波特率代码校验逻辑是：

if(address == MODBUS_HOLDING_BAUDRATE_CODE) {
    return value >= 0x11U && value <= 0x14U;
}

0x13 合法，所以正式写入：

holding_registers[1] = 0x13;

并设置脏标志：

holding_dirty |= DIRTY_BIT(1);

相当于：

holding_dirty |= 1U << 1;

此时要特别注意：

holding_registers[] 已经是 0x13
APP config 仍然是旧的 0x12
USART 仍然运行在旧波特率 9600

这里只是更新了 Modbus 映像，还没有真正修改串口。

6. 先以旧波特率返回响应

回调成功后，FreeModbus 生成功能码 06 的响应。功能码 06 的正常响应基本是原请求回显：

从站地址：1
功能码：06
寄存器地址：0001
寄存器值：0013
CRC

此时协议栈和 USART 仍然使用旧波特率 9600，所以响应也以 9600 发送。

开始发送后：

tx_active = TRUE;

随后主循环虽然调用了 modbus_app_task()，但会被这里拦住：

if(!xMBPortSerialIsIdle()) {
    return;
}

因此响应没有发完之前，不会修改波特率。

这是流程中最关键的一点。否则设备可能发送到一半突然从 9600 切到 19200，主站就会收到乱码或半帧。

7. 响应发送完成

USART 发送中断把响应的所有字节发送完毕，随后：

vMBPortSerialEnable(TRUE, FALSE);

这个函数会：

  1. 关闭发送空中断。
  2. 等待最后一个字节真正移出 USART。
  3. 将 RS485 切换回接收方向。
  4. 设置：
tx_active = FALSE;

此时主站已经完整收到旧波特率下的成功响应。

8. modbus_map_task() 应用新配置

下一轮主循环再次进入：

modbus_app_task();

现在串口已经空闲，所以继续执行：

actions = modbus_map_task();

modbus_map_task() 调用：

actions = apply_holding_changes();

apply_holding_changes() 发现波特率对应的 dirty 位：

if(dirty & DIRTY_BIT(MODBUS_HOLDING_BAUDRATE_CODE)) {
    setBaudrateCode(
        (uint8_t)holding_registers[
            MODBUS_HOLDING_BAUDRATE_CODE
        ]
    );

    actions |= MODBUS_MAP_ACTION_RECONFIGURE;
}

于是执行：

setBaudrateCode(0x13);

9. 修改 APP 配置

setBaudrateCode() 在 APP.c 中：

void setBaudrateCode(uint8_t code)
{
    if(code >= 0x11U &&
       code <= 0x14U &&
       config.baudrate_code != code) {

        config.baudrate_code = code;
        config_mark_dirty();
    }
}

执行后：

config.baudrate_code = 0x13
config_dirty         = 1

现在 APP 配置已经变成新波特率代码，但 USART 尚未重新初始化。

同时返回动作：

MODBUS_MAP_ACTION_RECONFIGURE

10. 关闭旧协议栈

回到 modbus_app_task()：

if(actions & MODBUS_MAP_ACTION_RECONFIGURE) {
    (void)eMBDisable();
    (void)start_stack();
}

首先：

eMBDisable();

它会停止旧 Modbus RTU 栈：

vMBPortSerialEnable(FALSE, FALSE);
vMBPortTimersDisable();

也就是：

  • 关闭 USART 接收中断
  • 关闭 USART 发送中断
  • 关闭 RTU 帧间隔定时器
  • 将协议栈状态改成 STATE_DISABLED

11. 用新波特率启动协议栈

随后执行：

start_stack();

其中：

status = eMBInit(
    MB_RTU,
    GetID(),
    0U,
    GetBaudrate(),
    MB_PAR_NONE
);

GetBaudrate() 会读取刚更新的：

config.baudrate_code == 0x13

然后通过：

code2baudrate(0x13)

得到：

19200

最终重新初始化串口：

eMBInit(..., 19200, ...);
eMBEnable();

从这一刻开始，设备只使用新波特率 19200 接收后续 Modbus 请求，主站也需要切换到 19200。

12. 延迟保存到 Flash

setBaudrateCode() 只是修改了 RAM 中的：

static Config_t config;

并设置：

config_dirty = 1;

在后面的循环里，app_config_task() 判断配置已经保持稳定至少 500 ms 后：

if(config_dirty &&
   g_system_ticks - config_dirty_tick >= 500U) {

    save_config(&config);
}

这样会把新波特率保存到 Flash，保证下次重新上电仍然使用 19200。

所以存在一个短暂阶段：

新波特率已经生效
但尚未保存到 Flash

如果这 500 ms 内突然断电，下次启动可能仍使用旧波特率。

非法值时的流程

如果主站写入：

0x15

校验会失败：

value >= 0x11 && value <= 0x14

不成立，因此：

  • 不更新 holding_registers[]
  • 不设置 holding_dirty
  • 不调用 setBaudrateCode()
  • 不重启协议栈
  • 不修改 Flash
  • 主站收到 Modbus 异常码 03：非法数据值

异常响应仍然使用旧波特率发送。

最终，修改波特率采用的是一种很合理的“两阶段提交”：

第一阶段：校验并更新 Modbus 映像，使用旧波特率回复主站
第二阶段：回复完成后，把配置应用到 APP，再以新波特率重启协议栈