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1、Modbus协议下单片机与eView触摸屏的通信方法作者: 时间:2008-04-03 来源: 浏览评论 推荐给好友 我有问题关键词: Modbus 触摸屏 Modbus协议由于其具有开放性、透明性、成本低、易于开发等特点,已成为当今工业领域通信协议的首选。 本文介绍了一种基于Modbus通信协议的eView触摸屏与常用的51单片机的通信方法。该方法通过C51编程实现Modbus通信,在51系列单片机上具有通用性,有一定的借鉴作用。 工业控制中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数。触
2、摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态,而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数,人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中,与触摸屏配合,可组成良好的人机交互环境。 触摸屏与单片机通信,需要根据触摸屏采用的通信协议为单片机编写相应的通信程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的,一种有效支持控制器之间以及控制器经由网络(如以太网)与其他设备之间进行通信的协议。本文以STC89C51单片机和人机电子有限公司的eView触摸屏为例,介绍其通信程序的开发过程。 1系统结构 实现触摸屏与单片
3、机的通信,主要是解决通信协议的问题。本文使用开放的Modbus通信协议,以触摸屏作主站,单片机作从站。eView触摸屏本身支持Modbus通信协议,如果单片机也支持Modbus协议,就可以进行通信了。eview触摸屏支持RS-232和RS-485两种通信接口。在工业控制领域,由于RS-485具有可靠性高、传输距离远、抗干扰能力强等优点,所以在本系统中触摸屏与单片机通信采用RS-485连接,传输速率设置为9600kbps。RS-485信号传输是一种半双工的传输方式,单片机通过一个RS-232/RS-485无
4、源转换器把232信号转换成485信号,连接到eView触摸屏上。图l为该系统的原理图。 单片机控制系统采用STC89C51系列单片机,其内部集成MAX810/STC810专用复位电路(原有外部复位可继续保留,与Intel8051引脚兼容),具有抗干扰能力强、加密性强、高抗静电(ESD)、超低功耗等特点,而且价格低廉。在本系统中,触摸屏是上位机,单片机是下位机。 2Modbus协议 2.1Modbus协议简介 Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制
5、器经由网络(如以太网)与其他设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以通过它连成工业网络,集中监控。 Modbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其他设备的过程.如何回应来自其他设备的请求,以及怎样侦测错误并记录;制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在某一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,以及决定要产生何种行动。如果需要回应,则控制器将生成反
6、馈信息并用Modbus协议发出。在其他网络上,包含了M0dhus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。 2.2ModbusRTU通信数据传输模式 当控制器设备基于Modbus协议以RTU模式通信时,消息中的每个字节包含2个4位的十六进制字符。这种方式的主要优点是:在同样的波特率下,可比ASCII方式传送更多的数据。 编码采用8位二进制,十六进制数0~9和A~F;消息中每个8位域都是由2个十六进制字符组成。组织结构如下: 2.3ModbusRTU消息帧结构 ModbusRTU消息帧结构
7、如下: (1)地址码 地址码为通信传送的第一个字节。这个宁节表明,由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都有具有唯一的地址码,只有符合地址码的从机才能响应回送,且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码则表明将发送到的从机地址,而从机发送的地址码表明回送的从机地址。地址0用作广播地址,以使所有的从设备都能认识。 (2)功能代码 功能代码为通信传送的第二个字节。Modbus通信规约定义可能的代码范围是十进制的1~255。当然,有些代码适用于所有控制器,有些仅适用于某种控制
8、器,还有些保留以备后用。主机发送请求,通过功能码告诉从机执行什么动作;从机响应请求,从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样,表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为1,则表明从机没有响应操作或发送出错,主设备应用程序得到异议的回应后,典型的处理是重发消息。表l列出了常用Modbus支持的部分功能码。 以读取线圈状态为例说明。主站发送命令:[设备地址][命令号01][起始寄存器地址高8位][低8位][
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