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1、机电工程2004年第21卷第6期Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineVol.21No.62004·49·◇电工·电器·仪表◇Modbus协议在数据采集仪中的实现曹祁,王晓萍,郭振武(浙江大学仪器系,浙江杭州310027)摘要:以89C51为MCU的采集仪为例,分析了RS485接口电路的设计,并介绍了Modbus通信协议的实现方法。关键词:Modbus协议;现场总线中图分类号:TM55;TN248文献标识码:A文章编号:1001-4551(2004)06-0049-02ApplicationofMobusProtocoltoDataCollec
2、tionInstrumentCAOQi,WANGXiao2ping,GUOZhen2wu(DepartmentofInstrumentScience&Engineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Thispaperrepresentstheapplicationofdatacollectioninstrument,whichisbasedon89C51microprocessor,in2cludingthedesignofRS485interfacecircuitandthewaytoaccomplishMod
3、busprotocol.Keywords:modbusprotocol;fieldbus设备运行数据采集仪通过采集设备运行的温度而且给故障的排查带来困难。和噪声所产生的声压来检测设备的运行状态。该采集仪以89C52作为MCU,设计要求将采集的数据传送至超过100m距离的工控机中。由于该数据采集仪传送的数据量相对并不大,在工业场合下,对系统的抗干扰能力有一定的要求,所以Modbus是一个较好的选择。Modbus通信协议作为所有Mdicon可编程控制器普遍采用的工业通信协议,具有标准开放、价格低廉的优点。目前,该协议已经作为现场总线的一种,成为智能仪表、总线控制等领域事实上的行业标准之一。
4、1RS485接口的设计Modbus协议的物理层采用半双工的RS485作为通信接口标准。RS-485标准要求总线采用二线差分电平发送与接收,无公共地线。这种通道能有图1TTL-RS485接口电路效克服共模干扰,抑制线路噪声,传输距离可长达在图1的设计中,采取了高可靠性处理措施,主1.2km。在半双工模式下,最高数据传输速率可达要有3点:10MB/s。(1)89C52在复位时,I/O口为高电平,所以在采用TI公司的SN75176数据采集仪,将逻辑电系统设计时应该保证上电复位时SN75176的DE端平转换为485差分信号传输。在实际工程中,可能电位为“0”,从而保证一路采集仪复位时占用总线。
5、有以下两个问题出现:一是通信数据收发的可靠性(2)光耦电路匹配的电阻参数的选择,必须根问题;二是在多机通信方式下,一个数据采集仪的故据不同的光耦元件选取。过大将会使光耦的发光管障(如死机),往往会使得整个系统的通信框架崩溃,收稿日期:2003-10-30修订日期:2003-05-25作者简介:曹祁(1974-),男,宁夏银川人,浙江大学仪器系硕士研究生,主要从事测量控制理论的研究和测控系统的设计。·50·Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineVol.21No.62004机电工程2004年第21卷第6期由截止进入饱和变得较慢;过小则退出饱和很慢。
6、只支持的功能码中的0x03,即主机读数据;主机下(3)输出端口电路中,R7、R8、R9的分压使得A发的数据段为2字节的寄存器地址+1字节寄存器端电压强制高于B端,提高抗干扰能力;串联的两数。我们定义了数据采集仪采得的数据采集时间、个20Ω的电阻R10、R11,可以避免该路采集仪发生温度值和声压值为一帧数据,所以采集仪仅响应寄故障时(如485芯片被击穿)对整个系统通信的影响;存器数固定为0x06的查询信息。稳压管D1、D2组成的吸收回路,能够抗浪涌等干扰。当主机发送查询消息时,每发送一个字节采集仪就进入一次中断。接收后消息的解析过程可以采2Modbus协议用有限状态机来很好的描述。采集仪
7、抛弃无效的输Modbus协议采用主从结构(Master/Slave)的通入,并对数据的有效性进行校验。当数据通过了信方式,协议规定总线上有一个主机,多个从机、主CRC校验后,采集仪将通信状标志为发送状态,并占机可单独和从机通信,也能以广播方式和所有从机用总线开始发送。数据的发送是一个顺序的过程,通信。如果单独通信,从机返回一消息作为回应,图可以通过发送的字节数来判断当前的发送字节。2是一个完整的主从查询—回应周期;如果是以广从机通信程序流程图如
