PIC单片机与触摸屏串行通信的MODBUS协议实现

PIC单片机与触摸屏串行通信MODBUS协议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。

Modbus协议下单片机与eView触摸屏的通信方法作者：时间：2008-04-03 来源: 浏览评论推荐给好友我有问题关键词：Modbus触摸屏Modbus协议由于其具有开放性、透明性、成本低、易于开发等特点，已成为当今工业领域通信协议的首选。

本文介绍了一种基于Modbus通信协议的eView触摸屏与常用的51单片机的通信方法。

该方法通过C51编程实现Modbus通信，在51系列单片机上具有通用性，有一定的借鉴作用。

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 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。

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。

如何用单片机通过MODBUS协议与HMI通信一.Modbus简介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(SchneiderAutomation)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。

Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。

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。

ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记，因此在进行程序处理时能更加方便，而且由于传输的都是可见的ASCII字符，所以进行调试时就更加的直观，另外它的LRC校验也比较容易。

但是因为它传输的都是可见的ASCII字符，RTU传输的数据每一个字节ASCII 都要用两个字节来传输，比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII就需要传输’F’’9’的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。

所以一般来说，如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议，如果所需传输的数据量比较大，最好能使用RTU协议。

二.ModBus消息帧使用ASCII模式，消息以冒号（: ASCII码 3AH）开始，以回车换行（ASCII码 0DH,0AH）符结束。

其它域可以使用的传输字符0...9,A...F。

网络上的设备不断侦测 : 字符，当有一个冒号接收到时，每个设备都解码下个域（地址域）来判断是否发给自己的。

MODBUS协议在单片机与触摸屏通信中的应用
张芬
【期刊名称】《大众科技》
【年(卷),期】2009(000)007
【摘要】文章介绍了自主开发的智能配电系统的硬件构成,重点讲述基于MODBUS通讯协议的触摸屏与单片机系统的通讯方法.该方法降低了系统设计成本,并提高了设备的通用性.目前该系统已通过用户的验收并投入使用.
【总页数】3页(P23-24,14)
【作者】张芬
【作者单位】西安航空职业技术学院,陕西,西安,710089
【正文语种】中文
【中图分类】TP29
【相关文献】
1.Modbus协议在单片机通信中的应用研究 [J], 王晓宁;黄传伟;郭剑;王洁;李斯伟;鲁茗莉
2.单片机与触摸屏基于MODBUS协议通信的应用 [J], 黄月明
3.基于Modbus协议的触摸屏与单片机通讯控制 [J], 王旭;吴栋;董庆源
4.基于MODBUS协议的单片机与触摸屏通讯接口设计 [J], 欧阳崇伟;杨秋萍;李疆
5.基于Modbus协议的单片机触摸屏通讯系统设计应用 [J], 刘永琦;曲鸣飞
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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.回应如果从设备产生正常的回应，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。

OMRON触摸屏与PIC单片机的通信触摸屏能够直观、生动地显示系统参数以及系统状态，并且面可以直接修改系统运行参数，方便人机交互。

单片机是一种集成电路芯片，包括是中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、中断系统、定时器/计时器等功能，在工业控制领域也具有广泛的应用。

触摸屏和单片机共同构建系统并不常见，需要触摸屏和单片机进行合理通信。

1.OMRON触摸屏NB系列的触摸屏，采用长效LED背光（50，000小时）设计，显示颜色超过65，000色，屏幕数据存储容量高达120MB；具备串行、USB或Ethernet 连接功能，可与欧姆龙或非欧姆龙产品（如PLC、变频器等）进行连接；多样化的密码保护功能，可轻松解决客户自行开发工程的安全问题；此外，还配备寄存器状态（位/字）控制选项（用于查看实际情况与预定义值的差别）和标准操作确认查看选项。

NB系列触摸屏，可满足小巧型HMI与欧姆龙小型机器控制器组合需求。

HMI和PLC之间的配方数据传输时可将数据备份至外部存储器中，配方画面还可为自由选择的格式。

2.P IC单片机P IC16系列单片机集成度高，体积小，可靠性高，芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用型；P IC16系列控制功能强，单片机的指令系统丰富，非常适用于专门的控制功能；电压低，功耗低，便于生产便携；片内具有计算机正常运行所必需的部件，外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易进行系统扩展；使用RISC流水线和DSP等技术，性价比极高。

单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。

3.通信方式Modbus协议是美国Modicon公司推出的一种支持控制器之间或者控制器经通过网络和其它设备之间的通信协议。

Modbus 协议包括ASCII、RTU、TCP等，其中ASCII、RTU用于控制器之间通信较为常见，能够规定消息、数据的结构、命令和应答的方式。

基于 Modbus协议的单片机与触摸屏通讯系统设计
张桓;赵树忠
【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(032)004
【摘要】介绍了彩钢滚涂生产线上单片机与触摸屏通讯系统的硬件构成,重点讲述基于Modbus通讯协议的触摸屏与单片机系统的通讯方法.该方法降低了系统设计成本,并提高了设备的通用性.
【总页数】6页(P82-87)
【作者】张桓;赵树忠
【作者单位】河北理工大学,机械工程学院,河北,唐山,063000;河北理工大学,机械工程学院,河北,唐山,063000
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于MODBUS协议的触摸屏通讯系统设计 [J], 张新荣;张海堂
2.基于Modbus协议的触摸屏与单片机通讯控制 [J], 王旭;吴栋;董庆源
3.基于MODBUS协议的单片机与触摸屏通讯接口设计 [J], 欧阳崇伟;杨秋萍;李疆
4.基于MODBUS协议的单片机通讯系统设计 [J], 雷俊峰
5.基于Modbus协议的单片机触摸屏通讯系统设计应用 [J], 刘永琦;曲鸣飞
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单片机与PLC之间的通讯模式的Modbus协议的有效应用摘要；随着经济的发展，Modbus协议得到了广泛的应用，这满足了单片机和PLC通讯模式的应用，在此过程中HMI由于其自身的高实时性、高性能、小体积化得到了广泛的普及在一些工业自动系统设备中，都能看到它的影子。

其通过对图片、汉字、图形的有效应用，确保相关工作环节的稳定运行，大大满足了单片机与PLC通讯环节运作需要。

标签：波特；地址接收；代码；通讯管理；方案深化1 Modbus通讯协议的系统分析1.1 为了实现对单片机与PLC通讯环节的有效分析，我们首先要进行Modbus协议的深入分析，以分析目前工作中存在的不足，通过相应措施的应用，确保实际工作环节的稳定运行。

Modbus是施耐德电气公司的一种总线协议运作模式，有利于实现Modbus在以太网上的分布式应用，满足实际场景的需要。

随着经济技术的不断发展，Modbus协议的所有权也在发生着改变，目前主要由Modbus-IDA组织所应用，这极大推动了该协议模式的发展，随着Modbus的节点安装数量的不断提升，Modbus协议的应用范围更加广泛，目前已经成为电子控制器的广泛应用的语言。

Modbus协议应用于各个协议控制器之间，确保了网络之间的良好通信，比如以太网与其他设备的良好通信。

随着经济的发展，它已经成为一种通用的工业标准模式。

实现了对相关控制设备的有效应用，促进了工业网络的集中监控化，促进网络通信系统的不断完善。

这种模式通过对RS-232C兼容串行接口等环节的应用，实现日常信号位环节、奇偶校验等环节的稳定运行，实现了Modbus协议模式的正确应用。

1.2 为了确保单片机与PLC之间的通讯模式的深化，我们需要进行Modbus 协议的应用深化，这种协议模式提供了一种主从原则，就是主设备的初始化传输，该协议系统的其他相关环节都是围绕这个主从原则进行具体运用的，其他设备通过对主设备的反应，进行相关环节的运行，它主要是对主设备提供的相关数据信息进行反映。