Modbus串口通信功能设计.doc

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1、摘要在机械、化工、纺织等行业，随着生产规模的不断扩大，以及对生产过程集中监控的迫切要求，现场总线技术应运而生，并成为了当今测控领域研究的热点之一。Modbus协议作为现场总线的一种，以其开发成本低，简单易用等诸多优点己被工业领域广泛接受。信号测量作为工业中重要的测量参数之一，本课题选择了信号测量作为测量的对象，并设计了基于Modbus协议的信号测量测控节点。本设计采用TC1047A传感器采集现场信号测量，由DSP320IF2407单片机进行AD转换和Modbus协议通讯。通讯的物理层采用RS48

2、5接口，并增加了光电隔离、抗雷击和短路保护等功能。最后实现了单个节点和PC机的Modbus协议通讯，并通过控制蜂鸣器和继电器来模拟工业现场控制。本文分别从硬件和软件上阐述了该信号测量测控节点的实现方法。关键词信号测量测控Modbus协议RS485DSP320IF2407IIABSTRACTWiththecontinuousexpansionofproductionscale,andtheurgentrequirementsincentralizedmonitoringoftheproductio

3、nprocessinmechanical,chemical,textileandotherindustries.Fieldbustechnologycameintobeing,andbecomeoneofhotresearchfieldofmeasurementandcontroltoday.Asoneoffieldbus,Modbusprotocolhavebeenwidelyacceptedbecauseoflowdevelopmentcost,easytouseandmanyotherad

4、vantagesinindustry.Thetemperatureisoneoftheimportantparametersmeasuredinindustry,soithasbeenchosenameasurementoftheobject,temperaturemeasurementandcontrolnodeshasbeendesignedbasedonModbusprotocol.ThisdesignusesTC1047Asensortocollecton-sitetemperature

5、,ADconversionandModbusprotocolcommunicationscanbedonebyDSP320IF2407microcontroller.ThephysicallayerofcommunicationadoptsRS485interface,andhaveopticalisolation,anti-lightningandshortcircuitprotectioninaddition.Finally,achievedtheModbusprotocolcommunic

6、ationbetweenasinglenodeandthePC,andsimulateindustrialcontrolbycontrollingthebuzzer,andrelay.Thispaperdescribestheimplementationoftemperaturecontrolnodefromhardwareandsoftware.KEYWORDSTemperatureMonitoringModbusprotocolRS485STC12C5A60II目录中文摘要Ⅰ英文摘要Ⅱ1绪论

7、12设计方案32.1方案概述32.2方案论证32.2.1通讯可靠性42.2.2信号测量检测电路选择42.2.3系统电源稳定性53硬件电路设计63.1最小系统电路63.2信号测量检测电路63.3电源电路73.4报警控制电路93.5通讯电路103.6显示电路133.7硬件抗干扰的设计144MODBUS协议概述与应用164.1MODBUS协议概述164.1.1总体描述164.1.2MODBUS数据单元174.1.3MODBUS通信原理174.2M两种传输方式194.2.1ASCll模式204.2.2R

8、TU模式204.3MODBUS消息帧214.3.1ASCll帧214.3.2RTU帧214.3.3字符的连续传输224.5错误检测方法234.5.1LRC检测244.5.2CRC检测245软件设计255.1AD采集程序设计265.2串口中断处理程序设计275.3MODBUS协议程序设计295.4CRC计算及校验程序设计296总结33致谢34参考文献35附录136附录2371绪论随着计算机技术和网络技术的发展，工业参数的数字采集促进了现场总线技术的发展，目前现场总线已经从当初的4-20mA电流信号