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单片机与触摸屏基于MODBUS协议通信的应用
作者：黄月明
来源：《中国新技术新产品》2017年第07期
摘要：本文以自动温控鼓风机为例，介绍了触摸屏与单片机控制系统组成人机交换界
面。重点讲述了基于MODBUS RTU协议的触摸屏与单片机的通信方法，并讲述应用程序设计方法，提供了通用的软件硬件设计方法。目前该系统已通过实践证明可以可靠稳定地运行。
关键词：触摸屏；单片机控制系统；MODBUS协议
中图分类号：TP393 文献标识码：A
自动控制系统经常需要观察运行状态或输入输出相关的参数，触摸屏能直观生动地显示运行参数和状态，具有良好的人机交互性。单片机广泛应用于工业控制中，与触摸屏配合使用可以构成良好的人机交互界面。但现有工控触摸屏都只支持与PLC的接口通信，没有支持与单片机的接口通信的工控触摸屏，故给单片机和工控触摸屏组成控制系统带来了很大的障碍。本文以自动温控鼓风机项目为例，以MODBUS协议为载体，搭建单片机与工控触摸屏通信的通用平台。
一、MODBUS通信协议介绍
1. MODBUS协议简述
Modbus协议是广泛应用于电子控制器上开放性通用语言。MODBUS协议在一根通信线上使用主从应答式连接，在一根单独的通信线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备，然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。MODBUS协议只允许在主机和终端设备之间通信，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样终端设备不会在它们初始化时占据通信线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。
2.查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。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。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量及错误检测。
3.回应
组态人机界面与单片机通信案例 很多时候，工业控制或者产品设计方面受到PLC这种功能确定，扩展麻烦，成本昂贵等方面的制约因素，需要独立开发一种特殊功能，但是又需要连接触摸屏通讯，工程师在这个方面往往需要花费很大功夫，现在我要帮大家解决的问题就是单片机与人机界面触摸屏通讯的最简单，最有效的2种方法，其实就是分为2种通讯协议，即工业标准的Modbus RTU协议和工程师自己定义的自由协议。 本实例采用微嵌组态软件，因为公司提供一系列的技术支持和公布单片机源代码，加上公司的人机界面支持自由协议等等先天优势，开发工程方便有效。方案比较： 方案一modbus—rtu协议： 优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大 缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（需要MODBU S-RTU源代码） 方案二自由协议： 优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议 缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便 工程师可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；
新建一个工程文件 型号对应的是公司出产产品型号。新增一个通信口，微嵌的人机界面有两个通讯口COM1，COM2，这两个串口既可以做RS232，又可以做RS485，通讯协议对应的是单片机工程师需要用到的协议，其中有modbus RTU协议，自由协议Free Protocol，当然还包括西门子S7-200，台达PLC，欧姆龙，三菱等协议，这里我们选择COM1自由协议Free Protocol，通讯速率57600，数据位8,1位停止位，偶校验：
首先我们随便建一个比较简单实用的画面，用位按钮开关控制单片机的指示灯，采集单片机的模拟数据显示在组态软件的数码管（可以通过电脑串口连接单片机在线模拟实际应用）
触摸屏与单片机的通讯实现 摘要：在当前的嵌入式设备中,触摸屏作为人机接口得到了广泛的应用。文章讨论了基于HIT6600触摸屏模块与富士通16位单片机90F340串口通讯实现的软硬件设计。 关键词：HIT6600 90F340 触摸屏单片机 1、引言 随着后PC 时代的到来,嵌入式系统在信息家电、移动计算设备、网络设备、工业控制 和仪器仪表等众多领域中得到了广泛的应用,在这些产品中,触摸屏因方便灵活、节省空间、 直观等特点,已经逐渐取代键盘成为嵌入式计算机系统主流的输入设备。触摸屏输入系统由 触摸屏、触摸屏控制器、微控制器及其相应的驱动程序构成。本文介绍触摸屏控制器与富士通16位单片机90f340串口通讯实现的软硬件设计。 2、触摸屏与单片机的硬件连接 采用HIT6600触摸屏与90F340单片机一对多通信。把触摸屏的COM1 9孔插座与串口通讯的90F340单片机相连接。注意:通信电缆DB9是1-485的正极、6 -485的负极。由于是一对多的通讯,所以增加串口通讯芯片MAX1487满足分机负载要求。 3、建立触摸屏与单片机通讯的软件设置 打开触摸屏组态软件,从[应用]下拉菜单中选[设定工作参数],弹出如图1所示工作参数设置对话框。触摸屏的系统参数中装置名称设置成ModBus Master,通信参数设置必需与单片机通信参数设置一致。通信口/连线方式设置成COM1,数据位设置成8位,1个停止位,波特率9600,校验位设置与单片机编程一致,PLC站号是单片机定义的站地址一样,站号需从1开始。参数设置完成,按确定键。 4、触摸屏的主态软件通讯设置编辑 HIT6600触摸屏提供了一种既方便又功能强大的宏指令应用方式,使人机得以经由内部宏指令(Macro Function)功能执行数值运算,逻辑判断,流程控制,数值
上海安标电子有限公司 ——PC39A接地电阻仪通信协议 通信协议： 波特率：9600数据位：8校验位：无停止位：1 上位机(计算机)： 字节号 1 2 3 4 5 6 7 8 意义ID Command 数据地址V alue CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，读：3或4，写：6 3 数据地址：2个字节，寄存器地址，读从100开始，写从200开始 4 V alue：2个字节，读：个数（以整型为单位），写：命令/ 数据（以整型为单位） 5 CRC：计算出CRC 下位机（PC39A）： 读数据，若正确 字节号 1 2 3 3+N (N=个数*2) 3+N+1 3+N+2 意义ID Command=3 / 4 数据个数数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令 3数据个数：1个字节，返回数据个数（以字节为单位） 4 V alue：N个字节，是返回上位机的数据 5 CRC：计算出CRC 写命令，若正确 返回收到的数据： 若错误 字节号 1 2 3 4 5 意义ID Command 数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令或上0x80, 如收到3，返回0x83 3数据：1个字节，错误的指令 错误指令 1:表示command不存在 2:表示数据地址超限 4 CRC：计算出CRC
例如读PC39A 电流数据: 机器地址为12,电流的数据地址100，数据为15.45(A) （一个整型数据） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x0064 0x0001 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 100 1 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据个数（以字节为单位） V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x002 0x0609 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 2 1545 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x83 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 131 2 CRC_H CRC_L 例如发PC39A 启动命令: 机器地址为12,命令的地址200，数据为25000（25000表示启动） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x86 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 134 2 CRC_H CRC_L 0011 10000110 错误码0x83 功能码0x06错误码0x86
四线电阻式触摸屏控制和单片机接口 人机对话的界面种类有很多,比如显示器、LED、LCD及带触摸屏的LCD等。其中后者是最近几年刚发展起来的一项新技术,它通过计算机技术处理声音、图像、视频、文字、动画等信息,并在这些信息间建立一定的逻辑关系,使之成为能交互地进行信息存取和输出的集成系统。换言之,它能综合信息发布者的意愿和接受者对信息的需求及接受习惯,对信息进行收集、加工、整合并双向式传播。触摸屏系统符合简便、经济、高效的原则,具有人机交互性好、操作简单灵活、输入速度快等特点。它与迅猛发展的计算机网络和多媒体技术相结合,使用者仅仅用手指触摸屏幕,就能进行信息检索、数据分析,甚至可以做出身临其境、栩栩如生的效果;较键盘输入简单、直观、快捷,具有丰富多采的表现能力,比以往任何传媒更具亲合力。 触摸屏和单片机接口,可以使一些小系统的操作更加方便、快捷。使用触摸屏时最重要的问题是确定触摸点的坐标位置,本文以四线电阻式触摸屏为例,通过单片机控制准确地采样到被触摸点的坐标位置,至于该点响应何种按键只是交给相应的处理软件进行处理即可。 一、四线电阻式触摸屏 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘,见图1。 图1 四线式触摸屏结构示意图 当手指触摸屏幕时,平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触,因其中一面导电层接通Y轴方向的Vref均匀电压场,使得侦测层的电压由零变为非零, 控制器侦测到这个接通后,进行A/D转换,并将得到的电压值与Vref
查看完整版本: [-- modbus协议及modbus RTU的C51程序--] 电子工程师之家-> 51单片机论坛-> modbus协议及modbus RTU的C51程序[打印本页]登录-> 注册-> 回复主 题-> 发表主题 一线工人2007-11-15 21:44 modbus协议及modbus RTU的C51程序 完整的程序请下载[attachment=1488] Modbus通讯协议 Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。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。 当在网络上通信时，Modbus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，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。 Modbus 协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。 Modbus 协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。 下面我来简单的给大家介绍一下，对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU 协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。
基于Modbus协议实现单片机与PLC之间的通讯 来源：PLC&FA 作者：蔡晓燕赵兴群万遂人董鹏云 关键词：可编程控制器 Modbus 通讯协议 1 引言 HMI(人机界面)以其体积小，高性能，强实时等特点，越来越多的应用于工业自动化系统和设备中。它有字母、汉字、图形和图片等不同的显示，界面简单友好。配有长寿命的薄膜按钮键盘，操作简单。它一般采用具有集成度高、速度快、高可靠且价格低等优点的单片机[1]作为其核心控制器，以实现实时快速处理。PLC和单片机结合不仅可以提PLC的数据处理能力，还可以给用户带来友好简洁的界面。本文以Modbus通讯协议为例，详细讨论了一个人机系统中，如何用C51实现单片机和PLC之间通讯的实例。 2 Modbus通讯协议[4] 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。 Modbus协议提供了主—从原则，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。主设备查询的格式:设备地址(或广播，此时不需要回应)、功能代码、所有要发送的数据、和一错误检测域。从设备回应消息包括确认地址、功能码、任何要返回的数据、和一错误检测域。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回应发送出去。 控制器能设置为两种传输模式:ASCII和RTU，在同样的波特率下，RTU可比ASCII方式传送更多的数据，所以采用KTU模式。 (1) 典型的RTU消息帧 典型的RTU消息帧如表1所示。
RTU消息帧的地址域包含8bit。可能的从设备地址是0...127(十进制)。其中地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。 RTU消息帧中的功能代码域包含了8bits，当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为;当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应，一般是将功能码的最高位由0改为1)。 从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息:从设备必须用于进行执行由功能代 码所定义的行为。这包括了像不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中实际数据字节数。如果没有错误发生，从从设备返回的数据域包含请求的数据。如果有错误发生，此域包含一异议代码，主设备应用程序可以用来判断采取下一步行动。 当选用RTU模式作字符帧时，错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测(CRC)方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加时先是低字节然后是高字节。 (2) 所有的Modbus功能码 Modbus的功能码定义如表2所示。
要实现Modbus RTU通信， 一、需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。 Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通信0口（Port0） 基本步骤： 1. 检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。 2. 检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当 包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。 如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令库）软件包； 1. 西门子编程时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用 MBUS_SLAVE，并指定相应参数。 关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到； 调用Modbus RTU通信指令库图中参数意义如下： a. 模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止 b. 从站地址：Modbus从站地址，取值1~247 c. 波特率：可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200 d. 奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验 e. 延时：附加字符间延时，缺省值为0 f. 最大I/Q位：参与通信的最大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128， 缺省值为128 g. 最大AI字数：参与通信的最大AI通道数，可为16或32 h. 最大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW） i. 保持寄存器区起始地址：以&VBx指定（间接寻址方式） j. 初始化完成标志：成功初始化后置1
什么是ModBusRTU通讯协议 Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。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。 当在网络上通信时，Modbus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，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。 Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave 端的数据，实现双向读写。
Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。 对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP 网络协议发送出去即可。 （一）、通讯传送方式： 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与ModBusRTU通讯规约相兼容： 初始结构= ≥4字节的时间 地址码= 1 字节 功能码= 1 字节 数据区= N 字节 错误校检= 16位CRC码
Modbus 通讯协议 （RTU传输模式）本说明仅做内部参考，详细请参阅英文版本。
第一章Modbus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。 协议在一根通讯线上使用应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。协议只允许在主计算机和终端设备之间，而不允许独立的设备之间的数据交换，这就不会在使它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 1．1 传输方式 传输方式是一个信息帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，以RTU 模式在Modbus总线上进行通讯时，信息中的每8位字节分成2个4位16进制的字符，每个信息必须连续传输下面定义了与Modebus 协议– RTU方式相兼容的传输方式。 代码系统 ?8位二进制，十六进制数0...9，A...F ?消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成 每个字节的位 ?1个起始位 ?8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个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时） 错误检测域 ?CRC(循环冗长检测)
MODBUS-RTU通讯协议简介 2008-10-10 17:27 1.1 Modbus协议简述 ACRXXXE系列仪表使用的是Modbus-RTU通讯协议，MODBUS协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。MODBUS协议在一根通讯线上使用主从应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。 Modbus协议只允许在主机（PC，PLC等）和终端设备之间通讯，而不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 1.2 查询—回应周期 1.2.1 查询 查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。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。数据段必须包含要告之从设备的信息：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。 1.2.2 回应 如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：如寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，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。 1.3 传输方式 传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下面定义了与Modbus 协议– RTU方式相兼容的传输方式。 每个字节的位： · 1个起始位 · 8个数据位，最小的有效位先发送 ·无奇偶校验位 · 1个停止位 错误检测(Error checking)：CRC（循环冗余校验） 1.4 协议 当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“端口”进入被寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命令生成的被请求数据(Data)和一个校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应，或者返回一个错误指示帧。 1.4.1 数据帧格式 Address Function Data Check 8-Bits 8-Bits N x 8-Bits 16-Bits 1.4.2 地址（Address）域 地址域在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0～255，
PIC单片机与触摸屏串行通信的MODBUS协议实现 摘要：介绍一种在PIC单片机与触摸屏之间采用Modbus协议实现异步串行通信的方法。简单介绍了Modbus通信协议，给出了硬件电路连接图、程序流程图以及用PIC单片机C语言编写的部分通信程序。实际使用证明该方法数据传输稳定可靠，并提供了良好的人机交互环境。 关键词：触摸屏PIC单片机Modbus协议通信 工控中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数。触摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数，人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中，与触摸屏配合，可组成良好的人机交互环境。触摸屏和单片机通信，需要根据触摸屏采用的通信协议为单片机编写相应的通信程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的一种有效支持控制器之间以及控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间进行通信的协议。本文以PIC16F877单片机和人机电子有限公司的eView MT510T型触摸屏为例，介绍其通信程序的开发过程。 1 系统结构 实现触摸屏与单片机的通讯，主要是解决通讯协议的问题。本文使用开放的Modbus通讯协议，以触摸屏作主站，单片机作从站。eView触摸屏本身支持Modbus通讯协议，如果单片机也支持Modbus协议，就可以进行通信了。触摸屏与单片机之间采用的RS-232C兼容接口直接连接，传输速率设置为9600kb/s。图1为该系统的电路图。 将PIC16F877单片机RC6、RC7口设置为异步串行通信模式，经过MAX232芯片将TTL电平转换为RS232电平，再与eView触摸屏PLC[RS-232]接口相连，即完成了硬件连接。eView触摸屏PLC[RS-232]接口的管脚2为TXD，管脚3为RXD。 2 Modbus通信协议介绍 Modbus 通信协议是一种串行的主从通信协议，网络里仅有一台设置可作为主机（称Master），其它设备作为从机（称Slaver），主机不需编号，从机必须编号。协议定义了主机查询及从机应答的信息帧格式。通信时，主机首先向从机发出请求信息，符合相应地址码的从机接收通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务，然后把执行结果返给主机。若从机接收到的校验码与本机计算的不同，则说明数据在通信过程中出现错误，从机把这次请求视为无效，功能代码将被修改以用于指出
很好的威纶通 M O D B U S R T U通讯协议与变频器通讯案例 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
本文研究的是触摸屏通过MODBUS RTU通讯协议与变频器通讯实现变频器的控制。触摸屏采用威纶通TK6070IP,变频器用汇川MD380通用系列。通过触摸屏编程软件，编辑控制画面实现变频器的启动、停止、速度调节、多段速速度设置，通过宏指令实现工程值与实际值的转换。 一、MODBUS RTU 简介： 为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今串行现场总线被主要用作通讯系统。成千上万的应用已经强烈地证明了通过使用现场总线技术，可以节省多至40％的接线、调试及维护的费用。仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息，比如输入和输出数据、参数、诊断数据。过去使用的现场总线往往是制造商的特定现场总线，并且同其它现场总线不兼容。如今使用的现场总线几乎是完全公开和标准化的。这就意味者用户可以以最合理的价格选择最好的产品，而不用依赖于每个独立的制造商。Modbus RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，Modbus得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS RTU通讯协议的报文如图1。 图1 MODBUS RTU 通讯协议的报文功能码如下： 01H 读取线圈状态。从执行机构上读取线圈（单个位）的内容； 02H 读取离散量输入。从执行机构上读取离散量输入（多个位）的内容； 03H 读取保持寄存器。从执行机构上读取保持寄存器（16位字）的内容； 04H 读取输入寄存器。从执行机构上读取输入寄存器（16位字）的内容； 05H 强置单线圈。写数据到执行机构的线圈（单个位）为“通”（“1”）或“断”（“0”）； 06H 预置单寄存器。写数据到执行机构的单个保持寄存器（16位字）； 0FH 强置多线圈。写数据到执行机构的几个连续线圈（单个位）为“通”（“1”） 或“断”（“0”）； 10H 预置多寄存器。写数据到执行机构的几个连续的保持寄存器（16位字）。 二、威纶通编程软件介绍： EB8000软件中MODBUS协议的设备类型为0x、1x、3x、4x、5x、6x，还有 3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。 0x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读取位状态的时候，发出的功能码是01H，写位状态的时候发出的功能码是05H。写多个寄存器时发出的功能码是0fH。
HLP_SV Modbus RTU 标准通讯协议格式 通信资料格式 Address Function Data CRC check 8 bits 8 bits N×8bits 16bits 1）Address通讯地址：1-247 2）Function：命令码8-bit命令 01 读线圈状态 上位机发送数据格式: ADDRESS 01 ADDRH ADDRL NUMH NUML CRC 注: ADDR: 00000 --- FFFF(ADDR=线圈地址－1)；NUM: 0010-----0040 (NUM为要读线圈状态值的二进制数位数) 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 01 BYTECOUNT DA TA1 DA TA2 DA TA3 DA TAN CRC 注: BYTECOUNT:读取的字数 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X81 Errornum CRC 注: Errornum为错误类型代码 如：要检测变频器的输出频率 应发送数据：01 01 00 30 00 10 3D C9（16进制） 变频器返回数据：01 01 02 00 20 B8 24（16进制） 发送数据：0030hex（线圈地址49） 返回的数据位为“0020”（16进制），高位与低位互换，为2000。即输出频率为 303（Max Ref）的50%。关于2000对应50%，具体见图1。
03读保持寄存器 上位机发送数据格式： ADDRESS 03 ADDRH ADDRL NUMH NUML CRC 注：ADDR: 0 --- 0XFFFF；NUM: 0010-----0040 (NUM为要读取数据的字数) ADDR=Parameter Numbe r×10-1 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 03 BYTECOUNT DA TA1 DA TA 2 DA TA 3 DA TAN CRC 注: BYTECOUNT:读取的字节数 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X83 Errornum CRC 如：要读变频器参数303的设定值 应发送数据：01 03 0B D5 00 02 95 BC （16进制） Parameter 303(3029)=0BD5HEX 变频器返回数据：“：”01 03 04 00 00 EA 60 B5 7B 返回的数据位为“00 00 EA 60”（16进制）转换为10进制数为60000, 表示303设置值为60.000 ※当参数值为双字时，NUM的值必须等于2。否则无法读取或读取错误。 05 写单个线圈状态 上位机发送数据格式： ADDRESS 05ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 注：ADDR: 0 ---- 0XFFFF(ADDR=线圈地址－1)；DATA=0000HEX(OFF) OR FF00(ON) HEX 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 05 DATAH DATAL BYTECOUNT CRC 错误时变频器返回数据格式： ADDRESS 0X85 Errornum CRC 如：要使写参数为写入RAM和EEPROM 应发送数据：01 05 00 40 FF 00 CRC（16进制） 变频器返回数据：01 05 FF 00 00 01 CRC（16进制） 发送数据：0040hex（线圈地址65） 06 写单个保持寄存器值（只能写参数值为单个字的参数） 上位机发送数据格式： ADDRESS 06 ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 注:ADDR: ADDR=Parameter Numbe r×10-1 正确时变频器返回数据格式： ADDRESS 06 ADDRH ADDRL DA TAH DA TAL CRC 错误时变频器返回数据： ADDRESS 0X86 Errornum CRC 如：要对变频器参数101写入1 应发送数据：01 06 00 03 F1 00 01 19 BD（16进制） 变频器返回数据：01 06 03 F1 00 01 19 BD（16进制） PARAMETER 101（1009）=03F1 HEX
竭诚为您提供优质文档/双击可除modbus协议下上位机编程实例 篇一：modbus协议下的上位机地址 Rs485采取流量计数据，经串口com1的2号地址读到int ouch中来，双字40001、40002为浮点型瞬时流量，读到上位机项目为40001F双字40004、40005为长整型累计流量，读到上位机项目为40004l 驱动设置与intouch标记名的设置 驱动设置： 项目名设置 注：在不修改驱动设置的情况下，s=s1+s2*65535 s=s2+s1*65535 根据各个厂家的仪表，上面工式有区别，设计时各个测试一下。 篇二：modbus通讯协议实例 上海安标电子有限公司 ——pc39a接地电阻仪通信协议 通信协议：
波特率：9600数据位：8校验位：无停止位：1 上位机(计算机)： 注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，读：3或4，写：6 3数据地址：2个字节，寄存器地址，读从100开始，写从200开始4Value：2个字节，读：个数（以整型为单位），写：命令/数据（以整型为单位）5cRc：计算出cRc下位机（pc39a ）：注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，收到的上位机命令 3数据个数：1个字节，返回数据个数（以字节为单位）4Value：n个字节，是返回上位机的数据5cRc：计算出cRc 写命令，若正确返回收到的数据：若错误注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，收到的上位机命令或上0x80, 如收到3，返回0x83 3数据：1个字节，错误的指令错误指令 1:表示command不存在2:表示数据地址超限 4cRc：计算出cRc 例如读pc39a电流数据: 机器地址为12,电流的数据地址100，数据为15.45(a)（一个整型数据）
精品文档 . ?MODBUS通讯协议 使用手册
1. RTU 方式通讯协议 1.1. 硬件采用RS －485，主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答方式通讯。 1. 2. 数据帧10位，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无校验。 波特率:9600;19200 38400 1.3. 功能码03H ： 读寄存器值 主机发送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 03H ： 读寄存器值功能码 第3、4字节 ： 要读的寄存器开始地址 要读FCC 下挂仪表， 第5、6字节 ： 要读的寄存器数量 第7、8字节 ： 从字节1到6的CRC16校验和 从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 03H ： 返回读功能码 第3字节 ： 从4到M （包括4及M ）的字节总数 第4到M 字节 ： 寄存器数据 第M ＋1、M+2字节 ： 从字节1到M 的CRC16校验和 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 83H ： 读寄存器值出错 第3字节 信息码 ： 见信息码表 第4、5字节 ： 从字节1到3的CRC16校验和 1.4. 功能码06H ： 写单个寄存器值 主机发送：
当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ：从机地址码（=001～254） 第2字节 86H ：写寄存器值出错功能码 第3字节 错误数息码 ： 见信息码表 第4、 5字节 ： 从字节1到3的CRC16校验和 1.5. 功能码10H ： 连续写多个寄存器值 当从机接收正确时，从机回送： 当从机接收错误时，从机回送： 第1字节 ADR ： 从机地址码（=001～254） 第2字节 90H ： 写寄存器值出错 第3字节 错误信息码 ： 见信息码表
Modbus协议下51系列单片机与eView触摸屏的通讯方法（组图） Modbus协议由于其具有开放性、透明性、本钱低、易于开发等特点，已成为当 今产业领域通讯协议的首选。 本文介绍了一种基于Modbus通讯协议的eView触摸屏与常用的51单片机的通 讯方法。该方法通过C51编程实现Modbus通讯，在51系列单片机上具有通用性， 有一定的鉴戒作用。 产业控制中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数。触摸屏能够直 观、生动地显示运行参数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运 行参数，人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中，与触摸屏配合，可组成 良好的人机交互环境。 触摸屏与单片机通讯，需要根据触摸屏采用的通讯协议为单片机编写相应的通 讯程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的，一种有效支持控制器之间以 及控制器经过网络(如以太网)与其他设备之间进行通讯的协议。本文以STC89C51 单片机和人机电子有限公司的eView触摸屏为例，介绍其通讯程序的开发过程。
1 系统结构 实现触摸屏与单片机的通讯，主要是解决通讯协议的题目。本文使用开放的Modbus通讯协议，以触摸屏作主站，单片机作从站。eView触摸屏本身支持Modbus 通讯协议，假如单片机也支持Modbus协议，就可以进行通讯了。eview触摸屏支持RS-232和RS-485两种通讯接口。在产业控制领域，由于RS-485具有可靠性高、传输间隔远、抗干扰能力强等优点，所以在本系统中触摸屏与单片机通讯采用RS-485连接，传输速率设置为9600 kbps。RS-485信号传输是一种半双工的传输方式，单片机通过一个RS-232／RS-485无源转换器把232信号转换成485信号，连接到eView触摸屏上。图l为该系统的原理图。
1MODBUS RTU 读寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式 1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3起始寄存器基地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节高字节在前 5CRC校验码两个字节低字节在前 读寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3数据长度1个字节寄存器个数×2 4数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前5CRC校验码两个字节低字节在前 写单个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x06 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 写单个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 1
写多个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5数据长度 1个字节 寄存器个数×2 6数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前7CRC校验码 两个字节 低字节在前 写多个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误返回序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节请求功能码+0x80 3错误码1个字节 其代号见下面表格4CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误代号错误代号意义 0x01不支持该功能码 0x02越界 0x03寄存器数量超出范围 0x04读写错误 2
Modbus协议下单片机与eView触摸屏的通信方法 工业控制中经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数。触摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数，人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中，与触摸屏配合，可组成良好的人机交互环境。 触摸屏与单片机通信，需要根据触摸屏采用的通信协议为单片机编写相应的通信程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的，一种有效支持控制器之间以及控制器经由网络(如以太网)与其他设备之间进行通信的协议。本文以STC89C51单片机和人机电子有限公司的eView触摸屏为例，介绍其通信程序的开发过程。 1 系统结构 实现触摸屏与单片机的通信，主要是解决通信协议的问题。本文使用开放的Modbus 通信协议，以触摸屏作主站，单片机作从站。eView触摸屏本身支持Modbus通信协议，如果单片机也支持Modbus协议，就可以进行通信了。eview触摸屏支持RS-232和RS-485两种通信接口。在工业控制领域，由于RS-485具有可靠性高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，所以在本系统中触摸屏与单片机通信采用RS-485连接，传输速率设置为9600 k bps。RS-485信号传输是一种半双工的传输方式，单片机通过一个RS-232／RS-485无源转换器把232信号转换成485信号，连接到eView触摸屏上。图l为该系统的原理图。
单片机控制系统采用STC89C51系列单片机，其内部集成MAX810／STC810专用复位电路(原有外部复位可继续保留，与Intel 8051引脚兼容)，具有抗干扰能力强、加密性强、高抗静电(ESD)、超低功耗等特点，而且价格低廉。在本系统中，触摸屏是上位机，单片机是下位机。 2 Modbus协议 2．1 Modbus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(如以太网)与其他设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以通过它连成工业网络，集中监控。 Modbus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他设备的过程．如何回应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录；制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在某一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，