基于Modbus协议的液晶显示控制模块设计.pdf

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1、·48·工业仪表与自动化装置2010年第1期基于Modbus协议的液晶显示控制模块设计常玉臣，郭其一(同济大学电气工程系，上海201804)摘要：介绍了一种基于Modbus协议的显示控制模块的设计，该模块主要用于智能低压电器。介绍了系统软、硬件实现方案。该模块安装方便，可靠性高。关键词：液晶显示控制模块；Modbus协议；智能低压电器中图分类号：TN873．93文献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)01—0048—04DesignofdisplayandcontrolmodulebasedontheModbusprotocalCHANGYuchen，GUOQiyi(Depart

2、mentofElectricalengineering，Ton~iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：ThispapergivesadesignofLCDmodulebasedontheModbusProtoca1．Themoduleismainlyusedinintelligentlow—voltageelectricalappliances．Itintroducesasystemofsoftwareandhard—waretoachievetheprogram．TheLCDmoduleishighreliableandeasytoinstal1

3、．Keywords：LCDdisplayandcontrolmodule；modbusprotocal；intelligentlow—voltageelectricalap—pliances该文综合比较两种现场智能低压电器的液晶显0引言示模块的实现方案，并详细介绍了系统硬件、软件设随着嵌入式技术、现场总线技术及电子技术在计。低压电器产品上的应用，目前低压电器发展的主要1总体方案设计特点就是在控制、保护、检测、通信等方面的数字集成化。这就是新一代低压电器——智能低压电器的1．1控制方式选择主要特征¨。为了实现现场设备电气参数的液晶显示控制，随着低压电器的智能化发展，低压电器不仅具一般有两种方案。

4、有传统的控制功能、保护功能，还具有现场参量的采方案一：液晶模块由现场低压电器设备的MCU集和通信等功能。低压电器需要在现场将一些电气直接控制，如图1所示。参量，如电流、电压、功率等参量通过显示设备显示出来，还需要对特定参数进行控制，这样就对显示控制模块提出了越来越高的要求。现场设备显示工具有：LED指示灯、数码管、液晶等。液晶可以方便地显示汉字及字符，显示最为直观，人机界面友好。虽然液晶显示模块价格较高，图1现场设备直接控制型占用资源较多，但随着近年来的不断发展，液晶显示方案二：液晶显示模块采用独立的MCU，通过器件的优点越来越多地被人们所认知，液晶显示器现场总线与现场设备MCU相连，如图2所

5、示。件具有低压、微功耗、信息显示量大以及寿命长等特点，因此液晶显示模块越来越多的成为现场智能设备的显示控制终端。图2独立MCU控制型收稿Et期：2009—10—13作者简介：常玉臣(1981)，男，黑龙江省讷河市人，硕士研究生，上述两种方案优缺点比较：方案一中的液晶模研究方向为控制理论与方法及其在电气系统中的应用口块直接由现场设备的MCU控制，这样可以减少硬件2010年第1期工业仪表与自动化装置·49·成本，但相应的却加重了现场设备的MCU口线负数、故障状态的设定等等。担。以一个8位并行控制的液晶模块为例，液晶数⑤对现场设备的直接控制：通过面板按键控制据线需要占用现场设备MCU的一个8位并行口

6、，再启停等。加上液晶的控制线及电源线，这样大约需要占用现2系统硬件设计场设备MCU20个引脚，增加了现场设备MCU的口线负担；方案二中液晶模块采用独立的MCU，虽然系统硬件结构框图如图3所示。硬件成本增加了，但却减轻了现场设备的口线负担，这样现场设备MCU可以更好地处理模拟量信号采RS485通信接口．1卜+嵌入式液示．集、保护整定以及与上位机通信等。且方案二的另微处理器一优点就是采用通信线与现场设备相连，液晶显示5V工作电压}．卜MCU按键电路l控制模块可以与现场设备分离安装，可以做为手操模块使用。图3系统结构框图综合上述两种方案的优缺点，该文介绍的液晶2．1MCU选型显示控制模块采用方案二。

7、为减轻主控制器的负担，系统采用独立的8位1．2Modbus通信协议MCU，采用Modbus协议与现场设备主控制器进行文中介绍的液晶显示控制模块采用Modbus通通信。信协议与现场智能低压电器进行通信，通过RS485由于选用的液晶芯片无字库，所以系统选用的总线与控制器连接。MCU要自带大容量Flash；一个UART端口，用于与Modbus起初是MODICON公司为其生产的PLC现场设备控制器通信；热