论文--基于RS232modbus协议的双机串行通信.docx

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1、一、Modbus协议分析11.1两种传输方式21.2Modbus消息帧31.3错误检测方法5二、程序设计思想62」总体设计62.2硬件设计72.2.1单片机串行通信功能72.2.2MAX232芯片82.2.3整休电路设计92.3软件设计102.3.1主机系统软件设计102.3.2从机系统软件设计12三、程序代码15基于51单片机的双机串行通信设计、Modbus协议分析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、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器

2、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它设备的过程，如何回应來门其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要冋应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。1）在Modbus网络上转输标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容吊行接口，它定

3、义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主一从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误

4、检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为冋应发送出去。2）在其它类型网络上传输在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。在消息位，Modbus协议仍提供了主一从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。3）查询一回应周期（i）查询查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执

5、行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含耍告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一•种验证消息内容是否正确的方法。（ii）回应如果从设备产生一正常的回应，在回应消息屮的功能代码是在查询消息屮的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：彖寄存器值或状态。如果冇错误发牛，功能代码将被修改以用于指出冋应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。1.1两种传输方式控制器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何

6、一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式，包括串口通信参数（波特率、校验方式等），在配置每个控制器的时候，在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。ASCII模式地代能功1数据数数据数据LRC高字LRC低字回换址码11量1•••n节节车行RTU模式CRC高字节

7、

8、CRC低字节

9、地址功能代码数据数量数据1

10、

11、・・・

12、

13、数据n所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络，它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。在其它网络上（像MAP和ModbusPlus）Modbus消息被转成与串彳亍传输无关的

14、帧。DASCII模式当控制器设为在Modbus网络上以ASCII（美国标准信息交换代码）模式通信，在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。代码系统十六进制,ASCII字符0…9,A...F,消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成每个字节的位。•1个起始位•7个数据位，最小的有效位先发送•1个奇偶校验位，无校验则无•1个停