仪表与上位机ModbusRTU通讯协议
1、接口规格
为与PC机或PLC编控仪联机以集中监测或控制仪表，仪表提供RS232、RS485两种数字通讯接口，光电隔离，其中采用RS232通讯接口时上位机只能接一台仪表，三线连接，传输距离约15米；采用RS485通讯接口时上位机需配一只RS232-485的转换器，最多能接近100台仪表，二线连接，传输距离约一千米。
2、通讯协议(适合本厂所有1_16通道仪表)
（1）通讯波特率为1200、2400、4800、9600四档可调，数据格式为1个起始位、8个数据位，1个停止位，无校验位。
（2）上位机读一个参数
仪表编号功能代码(03) 参数首地址读取的字数（1~16）CRC16
1byte 1byte 2byte 2byte 2byte
（3）仪表返回：
仪表编号功能代码(03) 读取的字节数参数值1 ……….
1byte 1byte 1byte 2byte 2byte…..
参数值16 CRC16
2byte 2byte
（4）上位机写一个参数（2字节）及仪表返回（2字节）（帧格式相同）:
仪表编号功能代码(6) 参数首地址参数值CRC16
1byte 1byte 2byte 2byte 2byte
上表中CRC16校验码按标准ModbusRTU通讯协议计算，低位在前，高位在后。(5)参数代码及地址见仪表说明书
通道显示值地址：（单通道仪表地址为第1通道：1001H）
测量值为32767（7FFFH）表示HH（超上量程），为32512（7F00H）表示LL（超下量程）1通道：1001H 2通道：1002H 3通道: 1003H 4通道：1004H
5通道：1005H 6通道：1006H 7通道：1007H 8通道：1008H
9通道：1009H 10通道：100AH 11通道：100BH 12通道：100CH
13通道：100DH 14通道：100EH 15通道: 100FH 16通道：1010H
(6)仪表主控输出状态地址：
1通道：1101H 2通道：1102H 3通道: 1103H 4通道：1104H
5通道：1105H 6通道：1106H 7通道：1107H 8通道：1108H
9通道：1109H 10通道：110AH 11通道：110BH 12通道：110CH
13通道：110DH 14通道：110EH 15通道: 110FH 16通道：1110H
(7)仪表报警输出状态地址:
1200H 1201H
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 AH16 AH15 AH14 AH13 AH12 AH11 AH10 AH9 AH8 AH7 AH6 AH5 AH4 AH3 AH2 AH1 AL16 AL15 AL14 AL13 AL12 AL11 AL10 AL9 AL8 AL7 AL6 AL5 AL4 AL3 AL2 AL1
3. 1).上位机对仪表写数据的程序部分应按仪表的规格加入参数限幅功能，以防超范围的数
据写入仪表，使其不能正常工作，各参数代码及范围见《仪表说明书》
2).上位机发读或写指令的间隔时间应大于或等于0.2秒，太短仪表可能来不及应答
3).仪表未发送小数点信息，编上位机程序时应根据需要设置
4).测量值为32767（7FFFH）表示HH（超上量程），为32512（7F00H）表示LL（超下量程）
5). 除了CRC校验字节低位在前外,其它所有双字节均高位在前，
目录 摘要 1 引言 (1) 2 结构设计与方案选择 (2) 2.1设计任务 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.2电平转换 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.3单片机与pc机通信原理 (2) 2.2软件方案选择 (2) 2.2.1 上位机编程方案选择 (3) 2.2.2 单片机编程方案选择 (3) 2.3 总体方案选择 (2) 3 硬件设计 (8) 3.1单片机主要特性 (5) 3.2 MAX232电平芯片介绍10 (10) 3.3 硬件电路设计图 (11) 3.3.1 PC机与单片机通信接口电路设计框图 (11) 3.3.2整体设计原理图 (11) 4软件设计 (12) 4.1上位机程序设计 (12) 4.2下位机程序设计 (13) 5 软硬件调试部分 (21) 5.1 PROTEUS软件仿真 (21) 5.1.1 Protues简介 (21) 5.1.2 Protues仿真电路图 (22) 5.2 VC软件仿真 (21) 结束语 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29)
摘要 本文主要描述了利用PC机与AT89C51单片机之间的通信程序设计实现温度显示。并详述了在VC6.0环境下，上位机利用MSCOMM通信控件与单片机之间串口通信实现温度显示。由单片机采集一个温度信号，将采集到的温度信号传送给PC机显示，PC机用VC6.0编写程序，单片机程序用C语言编写，最后用PROTUES软件进行仿真实现温度显示。 关键词：单片机MSCOMM控件VC6.0 AT89C51 温度显示
1引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 现代化集中管理需要对现场数据进行统计、分析、制表、打印、绘图、报警等,同时,又要求对现场装置进行实时控制，完成各种规定操作，达到集中管理的目的。加之单片机的计算能力有限，难以进行复杂的数据处理。因此在功能比较复杂的控制系统中，通常以PC机为上位机，单片机为下位机，由单片机完成数据的采集及对装置的控制，而由上位机完成各种复杂的数据处理及对单片机的控制。
AIBUS通讯协议说明（V7.0） AIBUS是厦门宇电自动化科技有限公司为AI系列显示控制仪表开发的通讯协议，能用简单的指令实现强大的功能，并提供比其它常用协议（如MODBUS）更快的速率（相同波特率下快3-10倍），适合组建较大规模系统。AIBUS采用了16位的求和校正码，通讯可靠，支持4800、9600、19200等多种波特率，在19200波特率下，上位机访问一台AI-7/8系列高性能仪表的平均时间仅20mS，访问AI-5系列仪表的平均时间为50mS。仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达80台仪表（为保证通讯可靠，仪表数量大于60台时需要加一个RS485中继器）。AI系列仪表可以用PC、触摸屏及PLC作为上位机，其软件资源丰富，发展速度极快。基与PC的上位机软件广泛采用WINDOWS作为操作环境，不仅操作直观方便，而且功能强大。最新的工业平板触摸屏式PC的应用，更为工业自动化带来新的界面。这使得AIDCS系统价格大大低于传统DCS系统，而性能及可靠性也具备比传统DCS系统更优越的潜力，V7.X版本AI-7/8系列仪表允许连续写参数，写给定值或输出值，可利用上位机将仪表组成复杂调节系统。 一、接口规格 AI系列仪表使用异步串行通讯接口，接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。数据格式为1个起始位，8位数据，无校验位，1个或2个停止位。通讯传输数据的波特率可调为4800~19200 bit/S，通常用9600 bit/S，单一通讯口所连接仪表数量大于40台或需要更快刷新率时，推荐用19200bit/S，当通讯距离很长或通讯不可靠常中断时，可选4800bit/S。AI仪表采用多机通讯协议，采用RS485通讯接口，则可将1~80台的仪表同时连接在一个通讯接口上。 RS485通讯接口通讯距离长达1KM以上（部分实际应用已达3-4KM），只需两根线就能使多台AI仪表与计算机进行通讯，优于RS232通讯接口。为使用普通个人计算机PC能作上位机，可使用RS232/RS485或USB/RS485型通讯接口转换器，将计算机上的RS232通讯口或USB口转为RS485通讯口。宇电为此专门开发了新型RS232/RS485及USB/RS485转换器，具备体积小、无需初始化而可适应任何软件、无需外接电源、有一定抗雷击能力等优点。 按RS485接口的规定，RS485通讯接口可在一条通讯线路上连接最多32台仪表或计算机。需要联接更多的仪表时，需要中继器，也可选择采用75LBC184或MAX487等芯片的通讯接口。目前生产的AI仪表通讯接口模块通常采用75LBC184，这种芯片具备一定的防雷击和防静电功能，且无需中继器即可连接约60台仪表。 AI仪表的RS232及RS485通讯接口采用光电隔离技术将通讯接口与仪表的其他部分线路隔离，当通讯线路上的某台仪表损坏或故障时，并不会对其它仪表产生影响。同样当仪表的通讯部分损坏或主机发生故障时，仪表仍能正常进行测量及控制，并可通过仪表键盘对仪表进行操作，工作可靠性很高。16位校验码的正确性是简单奇偶校验的30000倍，基本能保证数据可靠性。并且同一网络上有其他公司也采用主从方式通讯的产品时，如PLC、变频器等，多数情况下AI系列仪表都不会受其它公司产品通讯干扰，不会产生采集数据混乱或无法通讯的问题。但是AI仪表协议并不能保证其它公司产品能否正常工作，所以除非万不得已，不应将AI仪表与其它产品混在一个RS485通讯总线上，而应分别使用不同的总线。 二、通讯指令 AI仪表采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据。AI仪表软件通讯指令经过优化设计，标准的通讯指令只有两条，一条为读指令，一条为写指令，两条指令使得上位机软件编写容易，不过却能100%完整地对仪表进行操作；标准读和写指令分别如下： 读：地址代号+52H（82）+要读的参数代号+0+0+校验码 写：地址代号+43H（67）+要写的参数代号+写入数低字节+写入数高字节+校验码 地址代号：为了在一个通讯接口上连接多台AI仪表，需要给每台AI仪表编一个互不相同的通讯地址。有效的地址为0~80（部分型号为0~100），所以一条通讯线路上最多可连接81台AI仪表，仪表的通讯地址由参数Addr决定。仪表内部采用两个重复的128~208（16进制为80H~D0H）之间数值来表示地址代号，由于大于128的数较少用到（如ASC方式的协议通常只用0-127之间的数），因此可降低因数据与地址重复造成冲突的可能性。
天津理工大学理学院 专业设计（论文） 专业: 班级 设计题目: 基于单片机的温度检测 学生姓名: 学号: 指导教师: 2012年 12 月 13日
1、摘要 本文介绍了一种基于AT89C51单片机与PC机串口通信的温度控制系统，用单片机作下位机完成温度数据的采集和执行PC机发出的控制执行命令;用PC机作上位机接收单片机发送的数据,进行数据处理,向单片机发送控制命令，四位一体共阴数码管实时显示当前温度。 PC机与单片机采甪串行通信,可实现温度检测和采集并处理数据的人机友好界面。创新之处采用虚拟仪器技术，利用LabVIEW软件编写相应上位机软件，控制各采集模块进行温度采集，串口的数据传输，然后对数据处理和现实。 关键词：AT89C51单片机,PC机,串行通信，LabVIEW,数据采集
目录 一、引论 (5) 二、设计目的 (6) 2.1、设计目的 (6) 2.2、系统实现功能 (6) 三、系统总体方案设计 (7) 3.1、系统总体设计框图 (7) 3.2、系统硬件设计方案 (7) 3.3、系统软件设计方案 (8) 四、系统各个模块设计 (8) 4.2、显示电路 (8) 4.3、串行通信电路 (9) 4.4、DS18B20温度传感器电路 (9) 4.5、电源电路 (11) 4.6、单片机与PC机串口连接电路 (11) 五、系统软件设计 (12) 5.1、单片机软件设计 (13) 5.2、上位机软件设计 (15) 六、系统调试 (17)
七、结论 (17) 八、参考文献 (18) 九、附录 (19) 附录一、温度测试子程序流程图 (19) 附录二、系统总体电路图 (20) 附录三、单片机程序 (20)
一、通信协议 1、命令帧格式 帧头标志参数校验帧尾 命令字 01累加和 2030 1Byte1Byte2Byte1Byte1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。
2、信息帧格式 帧头标志参数校验帧尾 命令字 2030 02累加和 1Byte1Byte2Byte1Byte1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。
3、数据帧格式 （文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte ） 帧头标志校验帧尾203003累加和数据数据1Byte 16Byte 1Byte 1Byte 1Byte 标志:03 数据帧 文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte 04 数据帧 文件daotongbiao.txt (导通表) 40 Byte 05 数据帧 文件canshu.txt (控制参数) 6 Byte 06 数据帧 校验文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte 07 数据帧 校验文件daotongbiao.txt (导通表) 40 Byte 08 数据帧 校验文件canshu.txt (控制参数) 6 Byte 4、信息帧格式 定位物理针位 下位机-》上位机 上位机-》下位机 点亮指示灯 帧头标志参数校验帧尾203011累加和物理针位1Byte 1Byte 2Byte 1Byte 1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。 标志位 13 ，单点检测 判断单点导通关系是否真确 5、信息帧格式 下位机-》上位机 自检、线检测 帧头标志参数1校验帧尾203012累加和起始针位1Byte 1Byte 2Byte 1Byte 1Byte 参数2终点针位2Byte 参数3状态1Byte 状态：00 导通 01 断路 02 短路/错路
（合同制定方法）单片机与上位机通信协议的制定
单片机和上位机通信协议的制定 单片机和上位机的串口通信协议分为上行协议和下行协议，要分别制定！上行协议，即由单片机向上位机发送数据。 下行协议，即由上位机向单片机发送数据。 而通信协议又要分固定长度和不定长度俩种 本文所介绍的协议属于简单的固定字长的通信协议！ 下行协议由四个字节构成
上表是简单的上位机对单片机的控制指令 下述函数是C#中封装的串口通信类中的发送函数的封装publicvoidSerSendCommu(byteorderDef,bytedata)//参数1为命令字，参数二为要发送的数 //据，需要时可直接调用 { Byte[]BSendTemp=newByte[SEND_LENTH]; BSendTemp[0]=PRE; BSendTemp[1]=orderDef; BSendTemp[2]=data; BSendTemp[3]=END; this.serialPort1.Write(BSendTemp,0,SEND_LENTH); } 下位机中用中断方式接收字符，本文用的是GCC语言，下面是串口接收数据中断 ISR(USART_RXC_vect)//串口接收中断
{ unsignedcharstatus,data; status=UCSRA;//**首先读取UCSRA的值，再读取UDR值，顺序不能颠倒，否则读取UDR后的UCSRA的 //值即会改变** data=UDR; if(!Uart_RecvFlag)//判断缓存中的数据是否读完，读完则接收指令 { if((status&((1< 目录 1.引言 (1) 1.1仪表通讯及命令 (1) 1.2仪表基本构成与通讯命令的关系 (2) 2.接线 (3) 2.1RS232接口的仪表与计算机的接线 (3) 2.2RS485接口的仪表与计算机的接线 (4) 2.3关于JR485转换器 (4) 3.通讯接口要素 (5) 4.仪表的版本号 (6) 5.校验核 (7) 6.一般仪表命令集详解 (8) 6.0关于命令集 (8) 6.1读版本号命令 (10) 6.2读主测量值命令 (10) 6.3读其它测量值命令 (11) 6.4读模拟量输出值及开关量输入输出状态命令 (12) 6.5输出模拟量命令 (13) 6.6输出开关量命令 (14) 6.7读仪表参数符号命令 (15) 6.8读仪表参数命令 (16) 6.9设置仪表参数命令 (16) 7.巡检仪通讯命令集 (18) 7.0关于命令集 (18) 7.1读测量值命令 (19) 7.2读报警状态命令 (20) 7.3读参数命令 (21) 7.4设置参数命令 (22) 7.5参数地址表 (23) 8.测试软件 (25) 8.0关于测试软件 (25) 8.1DOS环境测试 (25) 8.2W INDOWS 环境下测试 (26) 9.故障诊断及应用笔记 (29) 9.1故障诊断流程图 (29) 9.2应用笔记 (30) 附录1 通讯中使用的ASCⅡ码表 (31) 附录2 XS系列仪表通讯协议的解释与补充 (32) 1.引言 1.1 仪表通讯及命令 仪表能连接到所有的计算机并与之通讯，采用RS232或RS485传输标准。仪表与计算机之间的往来通讯都以ASCⅡ码实现，意味着计算机能以任何高级语言编程。 仪表的命令集由数条指令组成，完成计算机从仪表读取测量值、报警状态、控制值、参数值，向仪表输出模拟量、数字量，以及对仪表的参数设置。与通过仪表面板设置参数一样，通过计算机对仪表的参数设置被存入EEPROM存贮器，在掉电情况下也能保存这些参数。 为避免通讯冲突，所有的操作均受计算机控制。当仪表不进行发送时，都处于侦听方式。计算机按规定地址向某一仪表发出一个命令，然后等待一段时间，等候仪表回答。如果没收到回答，则超时中止，将控制转回计算机。 由于仪表的特性不同，我们将仪表的通讯命令集分为3类： 第1类：一般仪表 包括除巡检仪和无纸记录仪外的全部仪表。 命令详解见第6章 第2类：巡检仪表 命令详解见第7章 第3类：无纸记录仪 通讯规程见《无纸记录仪用户手册》 基于单片机串口通信的上位机和下位机实践串口 Universal Serial Bus或者USB RS232 GPIB兼容的设备也带有RS-232 获取远程采集设备的数据。 bit byte 发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488 202 1200米。 首先亮出C#的源程序吧。 using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/2017923827.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Timers; namespace 单片机功能控制 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } SerialPort sp = new SerialPort(); private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { String str1 = comboBox1.Text;//串口号 String str2 = comboBox2.Text;//波特率 String str3 = comboBox3.Text;//校验位 String str4 = comboBox5.Text;//停止位 String str5 = comboBox4.Text;//数据位 Int32 int2 = Convert.ToInt32(str2);//将字符串转为整型Int32 int5 = Convert.ToInt32(str5);//将字符串转为整型groupBox3.Enabled = true;//LED控制界面变可选 try { if (button1.Text == "打开串口") { if (str1 == null) 基于单片机串口通信的上位机和下位机实践 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。 首先亮出C#的源程序吧。 主要界面： 只是作为简单的运用，可以扩展的。 源代码： using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/2017923827.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Timers; namespace 单片机功能控制 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } SerialPort sp = new SerialPort(); private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { String str1 = comboBox1.Text;//串口号 String str2 = comboBox2.Text;//波特率 String str3 = comboBox3.Text;//校验位 String str4 = comboBox5.Text;//停止位 String str5 = comboBox4.Text;//数据位 Int32 int2 = Convert.ToInt32(str2);//将字符串转为整型 Int32 int5 = Convert.ToInt32(str5);//将字符串转为整型 groupBox3.Enabled = true;//LED控制界面变可选 try { if (button1.Text == "打开串口") { if (str1 == null) { MessageBox.Show("请先选择串口！", "Error"); return; } sp.Close(); sp = new SerialPort(); sp.PortName = comboBox1.Text;//串口编号 sp.BaudRate = int2;//波特率 switch (str4)//停止位 { case "1": sp.StopBits = StopBits.One; break; case "1.5": sp.StopBits = StopBits.OnePointFive; break; case "2": sp.StopBits = StopBits.Two; break; 2006 12 28 V1.0.01 [ ] 1 2006 11 29 V1.0 MODBUS-RTU MODBUS 01 ON/OFF) 02 ON/OFF) 03 04 05 06 07 8 8 08 09 484 PC 10 484 9 c u-t r a c 11 12 ModBus 13 184/384 484 584 PC 14 184/384 484 584 13 15 16 17 18 884 MICRO 84 PC 19 20 584L 21 584L 22 64 65 c u-t r a c xx6X x x x abcd a b c d Bit7-bit4 Bit3-bit0B 66 xx6x X x x x x x x c u-t r a c xx6x x x x x x (x) 67 [ ] 68 xx6x x x x x x x x x xx6x x x x x x x x (x) 0 1= 2= 3= 4= 5= 6= 7= 69 xx6X0x c u-t r a c xx6x x 70 xx6X x x x xx6x 71 xx x X x x xx x x x 100 72 c u-t r a c xx x X x x x xx x x 73 [ ] [ ] 74 [ ] [ ] 75 [ ] [ ] 76 [ ] [ ] 77 [ ] [ ] 78 [ ] [ ] 79 [ ] [ ] 80 [ ] [ ] 81 [ ] [ ] 82 [ ] [ ] 83 [ ] [ ] 84 [ ] [ ] 85 [ ] [ ] 86 [ ] [ ] 87 [ ] [ ] 88 [ ] [ ] 89 [ ] [ ] 90 [ ] [ ] c u-t r a c 微机监控器CDT循环式运动规约 本规约是参考中华人民共和国电力行业标准CDT循环式远动规约编制的,可以实现遥测，遥信，遥控，遥调。发送顺序为遥测,遥信,遥测,遥信……,波特率支持: 异步串行,1200 \2400\ 4800 \9600，接口标准为: 一位起始位,八位数据位,一位停止位,无奇偶校验。 适用范围：本规约适用于点对点的运动通道结构。 本规约采用可变帧长度，多种帧类别按设定级别循环传送，区分循环量和插入量采用不同形式传送信息，以满足电网调度安全监控系统对运动信息的实时性和可靠性的要求。 一、帧结构 帧结构如图所示: 每帧都以同步字开头,随后发送1个控制字和多个信息字,信息字的个数是可变的,其数值在控制字中有描述. 二、同步字 本协议的同步字按发送的先后顺序十六进制数:EB 90 EB 90 EB 90 三、控制字 2、控制字节说明 E 扩展位：当E=0时使用表2已定义的帧类别码,当E=1时,帧类别码可另行定义,以便扩展功能(在本协议中此位总是为0)； L 信息帧长度标识位：当L=0时,表示本帧信息字数n为0 ,即本帧没有信息字,当L=1时表示本帧有信息字(在本协议中此位总是为1)； S 源站址标识位； D 目的站址标识位； 注： 1)在上行信息中 S=1：表示控制字中,源站址有内容,源站址字节即代表信息始发站的站号,即微机监控器的地址。 D=1：表示控制字中,目的站址字节有内容,目的站址字节代表主站站号 2)在下行信息中 S=1：表示源站址字节有内容,源站址字节代表主站站号。 D=1：表示目的站址字节有内容,即微机监控器的地址；D＝0表示广播。 3)以上所述的上行信息和下信息中,若同时S=0 D=0 则表示源站址和目的站址无意义。 3、帧类别码 本协议定义的帧类别码及其含义见下表： 4、信息字帧数 信息字帧数n表示该帧中所含信息字数量，即信息字1至信息字n的总数，n=0表示无信息字。 5、源站址（SA－Source Address） 发出信息的设备地址，在上行信息中,源站址为微机监控器地址,即JK003G微机监控器面板显示的地址，其取值范围为1~8；目的站址为主站主机，本协议中固定为00 ；在下行信息中,源站址为主站主机，本协议中固定为00 ；目的站址为微机监控器地址,即JK003G微机监控器面板显示的地址。 6、目的站址（DA－Destination Address） 接收信息的设备地址，具体解释同6。 7、校验码CRC8 第一章上位机与下位机 1.1 上位机与下位机的概念 上位机和下位机，一般是指集中控制系统中的PC机和现场的工控机。上位机（PC 机）主要用来发出操作指令和显示结果数据，下位机（工控机）则主要用来监测和执行上位机的操作指令。举个例子，蓄电池生产中，需要按工艺要求进行充电和放电。现场有许多工位，各自配有智能的充放电设备，它们就是“下位机”。整个车间有一台PC机来集中管理，这就是“上位机”。 上位机软件一般用高级语言编程，如BASIC、C，有比较丰富的图形界面。下位机的编程，依所用的MCU而异，以汇编为主。 上位机和下位机之间的通讯，常见是RS-232，RS-485，当然还有很多，但都是串行方式。特别是“一对多”的RS-485用得最普遍。 上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。 另外，上位机和下位机是通过通讯连接的“物理”层次不同的计算机,是相对而言的。一般下位机负责前端的“测量、控制”等处理；上位机负责“管理”处理。下位机是接收到主设备命令才执行的执行单元，即从设备,但是，下位机也能直接智能化处理测控执行；而上位机不参与具体的控制，仅仅进行管理（数据的储存、显示、打印......人机界面等方面）。常见的DCS系统,“集中-分散（集散）系统”是上位机集中、下位机分散的系统。 在概念上,控制者和提供服务者是上位机.被控制者和被服务者是下位机.也可以理解为主机和从机的关系.但上位机和下位机是可以转换的. 两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。 上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信 大连海事大学 课程设计报告 课程名称：计算机微机原理课程设计 成员： 成员1：2220133293 范凯锋 成员2：2220132642 唐绍波 成员3：2220130079 曹晓露 设计时间：2016年3月7日至3月18日 考核记录及成绩评定 目录 1．设计任务与要求 (1) 1.1课程设计题目 (1) 1.2课程设计的背景 (1) 1.3课程设计的目的 (1) 1.4课程设计的意义 (1) 1.5设计任务 (1) 2．设计方案 (2) 2.1参数采集和传输设计 (2) 2.2参数显示设计 (2) 2.3模拟信号采样设计 (2) 2.4硬件研制过程 (2) 3．详细设计 (3) 3.1硬件系统框图与说明 (3) 3.2硬件设计 (4) 3.3软件主要模块流程图与说明 (7) 4．设计结果及分析 (8) 5．成员分工及工作情况 (9) 5.1成员分 工 (9) 5.2工作情 况 (9) 5.3实验总结 (9) 6．参考文献 (9) 7. 附录 (10) 一、设计任务与要求 1.1课程设计题目 双机数据采集系统设计 1.2 课程设计的背景 二十一世纪是信息化高速发展的世纪，产业的信息化离不开微型计算机的支持。微型计算机的进步是推动全球信息化的动力。因此在二十一世纪掌握微型计算机接口技术是十分有必要的。本次课题是双机参数采集系统设计，这次课题旨在通过自己对所需功能芯片的设计与实现来巩固以前所学的微机原理课程知识，同时也提高动手实践的能力，还有为将来进行更大规模更复杂的开发积累经验。 随着软件规模的增长，以及随之而来的对软件开发进度和效率的要求，高级语言逐渐取代了汇编语言。但即便如此，高级语言也不可能完全替代汇编语言的作用。 1.3课程设计的目的 《微机原理与汇编语言》是一门实践性和实用性都很强的课程，本次课程设计是在课程学习结束后，为使学生进一步巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，充分理解和运用所学到的知识，通过简单的应用系统的设计，提高系统设计水平，启发创新思想。通过本课程设计希望达到以下目地： ?培养资料搜集和汇总的能力； ?培养总体设计和方案论证的意识； ?提高硬件，软件设计与开发的综合能力； ?提高软件和硬件联合调试的能力； ?熟练掌握相关测量仪器的使用方法； 文档名称：蓝牙通信协议编制审定：解晓飞 目录 1 前言 (2) 2帧定义 (2) 2同步字 (2) 3帧类型 (3) 4通讯流程 (3) 4.1设置采集信息 (3) 4.2采集测试命令 (3) 4.3开始采集、结束采集 (4) 5通信原则 (4) PDA与下位机蓝牙通讯协议 1 前言 本协议用于定义PDA通过蓝牙与下位机进行数据通信的底层操作。数据传输以信息帧格式传输，且帧长度为非定长信息。 2帧定义 系统中共有三种帧格式，根据类型的不同帧的格式也不同具体定义如下： 3.1、命令帧 3.2 回复帧 3、2数据帧 其中命令帧是由PDA发给单片机的，回复帧和数据帧是由单片机发给PDA 的。 2同步字 为保证数据正确传输，帧格式中设有起始同步字和结束同步字，起始同步字包括两个字节，内容为0xaa、0xaa，结束同步字包括两个字节，内容为0x55、0x55。 3帧类型 类型字包括一个字节，表示发送的数据的类型，本系统中包括三个类型：命令、回复、数据三类。具体定义如下： 4通讯流程 操作过程中PDA均采用主动模式，单片机采用被动模式。 4.1设置采集信息 单片机启动后等待接收蓝牙命令首先进行参数设置，本部分由PDA控制。 PDA发送设置命令（帧类型0x30）并将信息发送到单片机，单片机接收到数据后检测数据个数是否正确，如果检测正确返回接收正确命令否则返回接收错误命令。 如果单片机返回的数据为接收错误，PDA重新发送命令。 从数据发送时起PDA进行计数等待，等待500ms后没有接收到返回值，自动重新发送命令并等待，重复上述操作。 发送三次都没有返回值时弹出警告对话框，提示蓝牙通讯故障。 如发送数据正常则提示设置成功信息对话框。 4.2采集测试命令 1、PDA发送采集命令 PDA发送采集设置命令（帧类型0x30），单片机接收到数据后检测数据是否正确，如果检测错误则返回接收错误命令。PDA接收到单片机返回接收错误回复，PDA重新发送命令。 从数据发送时起PDA进行计数等待，等待500ms后没有接收到返回值（采集数据或错误回复值），自动重新发送命令并等待，重复上述操作。 仪表与上位机ModbusRTU通讯协议 1、接口规格 为与PC机或PLC编控仪联机以集中监测或控制仪表，仪表提供RS232、RS485两种数字通讯接口，光电隔离，其中采用RS232通讯接口时上位机只能接一台仪表，三线连接，传输距离约15米；采用RS485通讯接口时上位机需配一只RS232-485的转换器，最多能接近100台仪表，二线连接，传输距离约一千米。 2、通讯协议(适合本厂所有1_16通道仪表) （1）通讯波特率为1200、2400、4800、9600四档可调，数据格式为1个起始位、8个数据位，1个停止位，无校验位。 （2）上位机读一个参数 仪表编号功能代码(03) 参数首地址读取的字数（1~16）CRC16 1byte 1byte 2byte 2byte 2byte （3）仪表返回： 仪表编号功能代码(03) 读取的字节数参数值1 ………. 1byte 1byte 1byte 2byte 2byte….. 参数值16 CRC16 2byte 2byte （4）上位机写一个参数（2字节）及仪表返回（2字节）（帧格式相同）: 仪表编号功能代码(6) 参数首地址参数值CRC16 1byte 1byte 2byte 2byte 2byte 上表中CRC16校验码按标准ModbusRTU通讯协议计算，低位在前，高位在后。(5)参数代码及地址见仪表说明书 通道显示值地址：（单通道仪表地址为第1通道：1001H） 测量值为32767（7FFFH）表示HH（超上量程），为32512（7F00H）表示LL（超下量程）1通道：1001H 2通道：1002H 3通道: 1003H 4通道：1004H 5通道：1005H 6通道：1006H 7通道：1007H 8通道：1008H 9通道：1009H 10通道：100AH 11通道：100BH 12通道：100CH 13通道：100DH 14通道：100EH 15通道: 100FH 16通道：1010H (6)仪表主控输出状态地址： 1通道：1101H 2通道：1102H 3通道: 1103H 4通道：1104H 5通道：1105H 6通道：1106H 7通道：1107H 8通道：1108H 9通道：1109H 10通道：110AH 11通道：110BH 12通道：110CH 13通道：110DH 14通道：110EH 15通道: 110FH 16通道：1110H (7)仪表报警输出状态地址: 1200H 1201H D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 AH16 AH15 AH14 AH13 AH12 AH11 AH10 AH9 AH8 AH7 AH6 AH5 AH4 AH3 AH2 AH1 AL16 AL15 AL14 AL13 AL12 AL11 AL10 AL9 AL8 AL7 AL6 AL5 AL4 AL3 AL2 AL1 3. 1).上位机对仪表写数据的程序部分应按仪表的规格加入参数限幅功能，以防超范围的数 Modbus rtu通信协议串口通讯动态链接库DLL(以下简称DLL)，是为满足工业通信需要，针对工业领域要求上位机对PLC、工业仪表通讯实时采集与控制的组态编程而设计。 本DLL是采用Delphi语言开发的标准串口通讯库，具有以下特点： 1)、遵循modbus rtu串口通讯协议(施耐德、西门子、台达、永宏等品牌PLC及各类工业仪表等支持本协议)； 2)、实时性、可靠性好,通用性强; 3)、适用于多PLC联网和上位机通信，满足多方面的需要(联网时可采用485总线式); 4)、函数接口功能全，操作简单，支持modbus的大部分读写功能函数； 5)、附加实用转换与读取函数，易于快速开发(VC等非RAD开发环境的开发)； 6)、支持USB、PC扩展卡等扩展串口号; 7)、支持多种操作系统win9x/win2000/winXP(标注Win32 DLL); 8)、可在多种编程环境下使用，例如VB、VC、Delphi等开发环境。 9)、支持modbus rtu标准的功能代码01、02、03、04、05、06、15、16且对相关功能代码的读取和写如做了一些扩充更加符合工业自动化领域的工控软件的开发，是广大工控工程师的必备工具软件。 二、modbus rtu通讯协议简介 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、控制器经由网络(例如以太网) 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，如果回应来自其它设备的请求，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。如果需要回应，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兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、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—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、 HY系列仪表串行通讯接口协议说明 HY系列人工智能调节器/多路巡检仪/流量积算仪的HY通讯接口协议，具备16位的求和校正码，通讯可靠,支持1200,2400,4800,9600,19200等多种波特率,并且将上位机访问一台仪表的平均时间缩短到0.1秒以下．仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达101台仪表。 一、接口规格 HY系列仪表使用异步串行通讯接口，接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。数据格式为1个起始位，8位数据，无校验位，一个或2个停止位。通讯传输数据的波特率可调为1200--19200 bit/S（波特率为19200时需配界高速光耦的通讯模块。HY仪表采用多机通讯协议，如果采用RS485通讯接口，则可将1—101台的仪表同时连接在一个通讯接口上。采用RS232C通讯接口时，一个通讯接口只能联接一台仪表。 RS485通讯接口通讯距离长达1KM以上，只需两根线就能使多台HY仪表与计算机进行通讯，优于RS232通讯接口。为使用普通个人计算机ＰＣ能作上位机，可使用RS232C/RS485型通讯接口转换器，将计算机上的RS232C通讯口转为RS485通讯口。 按RS485接口的规定，RS485通讯接口可在一条通讯线路上连接最多32台仪表或计算机。需要联接更多的仪表时需要中继器，也可选择采用特殊芯片的通讯接口，则最多可连接100台HY仪表在一条通讯线路上，目前生产的HY仪表通讯接口模块通常采用特殊芯片，具备一定的防雷和防静电功能，且无需中继器即可连接约101台仪表。 HY仪表的RS232C及RS485通讯接口采用光电隔离技术将通讯接口与仪表的其他部分线路隔离，当通讯线路上的某台仪表损坏或故障时，并不会对其它仪表产生影响。同样当仪表的通讯部分损坏或主机发生故障时，仪表仍能正常进行测量及控制，并可通过仪表键盘对仪表进行操作。16位校验码不仅保证数据可靠性，并保证在通讯异常，比如网络上有地址相同的仪表或有其他公司产品时，仪表和计算机机仍能分别正常工作，不会产生数据混乱的问题，因此采用HY仪表组成的集散型控制系统具有较高工作可靠性。 由于采用普通计算机作上位机，其软件资源丰富，发展速度极快。新的HY上位机软件广泛采用WINDOWS作为操作环境，不仅操作直观方便，而且功能强大。 二、通讯指令 HY仪表采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据。HY仪表软件通讯指令经过优化设计，只有两条，一条为读指令，一条为写指令，两条指令使得上位机软件编写容易。不过却能100%完整地对仪表进行操作。 地址代号：为了在一个通讯接口上连接多台HY仪表，需要给每台HY仪表编一个互不相同的代号。HY有效的地址为0—100。所以一条通讯线路上最多可连接101台HY仪表。仪表的地址代号由参数Addr决定。 仪表内部采用整型数据表示参数及测量值等，数据最大范围为：-2999—+32767。因此采用-32768—-7160之间的数值来表示地址代号，来降低因数据与地址重复造成冲突的可能性。HY仪表通讯协议规定，地址代号为两个字节，其数值范围（16进制数）是80H—BFH，两个字节必需相同，数值为（仪表地址+80H）。例如，仪表参数Addr=10（16进制数为0AH，0A+80H=8AH），则该仪表的地址表示为：8AH 8AH 参数代号：仪表的参数用1个8位二进制数（一个字节，写为16进制数）的参数代号来表示。它在指令中表示要读/写的参数名。参数代号见下表： 摘要 本文主要描述了利用PC机与A T89C51单片机之间的通信程序设计实现温度显示。并详述了在VC6.0环境下，上位机利用MSCOMM通信控件与单片机之间串口通信实现温度显示。由单片机采集一个温度信号，将采集到的温度信号传送给PC机显示，PC机用VC6.0编写程序，单片机程序用C语言编写，最后用PROTUES软件进行仿真实现温度显示。 关键词：单片机MSCOMM控件VC6.0 AT89C51 温度显示 目录 摘要 1 引言 (1) 2 结构设计与方案选择 (2) 2.1设计任务 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.2电平转换 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.3单片机与pc机通信原理 (2) 2.2软件方案选择 (2) 2.2.1 上位机编程方案选择 (3) 2.2.2 单片机编程方案选择 (3) 2.3 总体方案选择 (2) 3 硬件设计 (8) 3.1单片机主要特性 (5) 3.2 MAX232电平芯片介绍10 (10) 3.3 硬件电路设计图 (11) 3.3.1 PC机与单片机通信接口电路设计框图 (11) 3.3.2整体设计原理图 (11) 4软件设计 (12) 4.1上位机程序设计 (12) 4.2下位机程序设计 (13) 5 软硬件调试部分 (21) 5.1 PROTEUS软件仿真 (21) 5.1.1 Protues简介 (21) 5.1.2 Protues仿真电路图 (22) 5.2 VC软件仿真 (21) 结束语 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 1引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 现代化集中管理需要对现场数据进行统计、分析、制表、打印、绘图、报警等,同时,又要求对现场装置进行实时控制，完成各种规定操作，达到集中管理的目的。加之单片机的计算能力有限，难以进行复杂的数据处理。因此在功能比较复杂的控制系统中，通常以PC机为上位机，单片机为下位机，由单片机完成数据的采集及对装置的控制，而由上位机完成各种复杂的数据处理及对单片机的控制。RS485仪表通讯协议
基于C#的串口通信上位机和下位机源代码
基于C#的串口通信上位机和下位机源程序文件
上位机通讯协议
(南自和电)__直流监控器通讯协议(CDT)
上位机与下位机之间的连接
上位机下位机串口通信
上位机与下位机通过蓝牙通讯协议
XMZ-J温度巡检仪上位机ModbusRTU通讯协议
PC(上位机)与PLC串行通讯协议与串口DLL之 modbus rtu 协议
HY系列仪表通讯协议
上位机与下位机之间通信编程
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