Modbus协议下单片机与eView触摸屏的通信

1、modbus协议下单片机与eview触摸屏的通信2008-08-22 14:22:30 作者：未知 来源：电子产品世界关键字：modbus通信规约 功能码eview crc校验 系列单片机 触摸屏 复位电路 上位机51单片机摘要modbus协议由于其具有开放性、透明性、成木低、易于开发等特点，l1 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。工业控制中经常需耍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

2、数和运行状态，而且通过触摸屏画面可以克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屮，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，一种冇效支持控制器z间以 及控制器经由网络（如以太网）与其他设备之间进行通佶的亦议。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触摸屏木

3、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rs485两种通信接口。在丁业控制领域，由于rs-485 具冇可靠性高、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。图丨为该系统的原理图。2 4 68n 3 5vcc20pfxj t 3jil05q2miunotp00pliitp01p12pu2p1

4、3p03pmkmpj5p05p16p06pitp07mipiointop21tlp2jtop24exapp26xi x2reset rxd txdkp ale/p wk psenmax232ffi 1系统原理圏cap2- capi-rtout) t-inirm)ut： tin2rr ini r4xjtirr-in2 r-oundigndoebafaroverl(xw4临gnd vcccap cap -cap 2- cap1*ftvccrs4a5$ rx23289c5i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in

5、tel 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 屮，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冋应来口其他 设备的请求，以及怎样侦测错误并

6、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，识别按地址发来的消息，以及决定要产生何种行动。如果需要回应，则控 制器将生成反馈信息并用modbus协议发出。在其他网络上，包含了 modhus协 议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。2.2 modbus rtu通信数据传输模式当控制器设备基于modbus协议以rtu模式通信时，消息屮的每个字节包含 2个4位的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ascii 方式传送更多的数据。编码采用8位二进制，十六进制数09和af;消息中每个8位域都是由2

7、个十六进制字符组成。组织结构如下：地址位数据位奇偶校絵位停1e位错误检测1位8位1位或无校验1ftcrc2.3 modbus rtu消息帧结构modbus rtu消息帧结构如下:地址码功能代码数据区错误校验码8位8位nx8位16位(1) 地址码地址码为通信传送的第一个字节。这个宁节表明，由用户设定地址码的从机将 接收由主机发送来的信息。每个从机都有具有唯一的地址码，只有符合地址码的从 机才能响应冋送，且响应冋送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码则表明将 发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明冋送的从机地址。地址0用作广播地 址，以使所有的从设备都能认识。(2) 功能代码功能代码为通信传送

8、的第二个字节。modbus通信规约定义可能的代码范围是 十进制的1255。当然，冇些代码适用于所冇控制器，冇些仅适用于某种控制器, 还有些保昭以备后用。主机发送请求，通过功能码告诉从机执行什么动作;从机响应 请求，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，表明从机已响应主机进行 操作。如果从机发送的功能码的最高位为1,则表明从机没冇响应操作或发送出错, 主设备应用程序得到异议的回应后，典型的处理是重发消息。表i列出了常用 modbus支持的部分功能码。功能码名称作用01读取线删状态取得-组逻辑线删的当前状态 (on/off)02读取输入状态取得一组开艾输入的半肪状态 (on/ofk)03读取

9、保持寄存器在一个或多个保持寄存誥中取 得当前的二进制值04读取输人寄存器在一个或多个输入寄存雅中取 得当前的二进制fll表1常用modbus支持的部分功能码以读取线圈状态为例说明。主站发送命令：设备地址命令号01起始寄存 器地址高8位低8位读取的寄存器数高8位低8位crc校验的低8位高 8位。从站响应：设备地址命令号01返回的字节个数数据1 数据2.(数 据n crc校验的低8位高8位。(3) 数据区数据区根据功能码的不同而不同。数据区包含需要从机执行什么动作，或由从 机采集的返送信息。这些信息可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发 送给主机的地址等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值

10、，则数据区必须包含耍 读取寄存器的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。(4) 错误校验码主机或从机可用校验码判别接收信息是否出错。错谋检测域包含一个16位的 值(用2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“循环兀 余检测”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，故 crc的高位字节是发送消息的最后一个宁节。错误校验采用crc-1 6校验方法。3软件编程下面是采用c5i编写的软件，主耍包括crc校验和终端接收及波特率设置等。 由于篇幅冇限，其他程序略。(1)波特率设置/功能：串口初始化波特率为9 600 bps方式1 void

11、init_com( void) tmod = 0x20；pcon = 0x00；scox = 0x50：th1 = oxfd；ti=oxfd；tri = hea = 1：es-1；(2) crc校验函数uinl crc16( uchar * pushmsg iinsigmd short usdataken)(uchar uchcrchi = 0xffjuchar uchcrclo oxf'f: uint ulndex：while (usdatalen ) ! ulndcx= uchcrt'iii * */ crc字廿初始化/低crc字节初始化/crc循环中的索引/传输消息缓冲区

12、 pushmsg/计算 crcuchcrchi = uchcrclo * auchcrchiulndexj；uchcrcix> = auchcrclof ulndcx_ ；return (uchcrl'hi<< 8 i uchcrclo)；(3)发送函数和判断函数void send( uchar rrbufr int sendcount) uchar icrohiwcrcloej<k=0；uchar sendbuf 32 ;usdaialcn= wen dcount 2 ；sendbufl.oj = reccbufo ； sendbuf 1 = rcccbuf

13、l 1 . s send- buf_2=sendcount 5 ；for(j = 3；j<；sendcount 2；j+ -r ) sendbufejl = rrbuf k :k+ + ;k = 0：crcdata = crc16( sendbuf usdatalen):crchi = crcdata 256:crclo=crcl)ata % 256:scndbuflsendcount 2 = crchi；sendbufu sondconnt 1 丨-crclo； for(i=(hivs<?ndcouni；i+) sbuf = sendbuflij : while(tl =0) ；

14、t1 0；void rcad() switch( start .adrcss) case 0x0002 : send( &-writcbufl tsend(ount): break;startadrcss= startadress rccebu(l3 ；if (recebuf ()2= =0x00)scn<lcount = 52 * 256 ( recebuf5l)；rea(l()；else sbuf = 0x0a； whilc( ti= =0) ；ti = o； >(5)串口中断函数/.实现crc数据信息的分析处理void com ml ntproco interrupt

15、 i if(rl) ri 0； recebuflrecccount = sbuf：rccocouiit 4 -* ； usdatalcn= rcccc'ount 2:switch ( recebu1 )cae 0x01 : if(rccc(?ount> = 8)recefouni 0 ； rcadbit( ) : y break ；case 0x02 : if(rececount> = 8)rccccounl = 0； rcacibir(): i break；case 0x03 if< rececount?> = 8) rece('ount = ()：crc-.data() ； break；case 0x04 : if(rccc()unt?> = 8):recccount = 0 ；crc_data( ) ； ； break；case 0x05 : if( rececouni> 8) rccc<?ount = 0： wrirbit() ； / break：case 0x06 : if( recccount> = 8)'recefounr