基于MODBUS協(xié)議的單片機(jī)與觸摸屏通信(圖文)

1、基于MODBUS協(xié)議的單片機(jī)與觸摸屏通信(圖文)論文導(dǎo)讀：觸摸屏能夠直觀、生動(dòng)地顯示運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，而且通過觸摸屏畫面可以直接修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，人機(jī)交互性好。觸摸屏和單片機(jī)通信，需要根據(jù)觸摸屏采用的通信協(xié)議為單片機(jī)編寫相應(yīng)的通信程序。Modbus協(xié)議是美國Modicon公司推出的一種有效支持控制器之間以及控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間進(jìn)行通信的協(xié)議。關(guān)鍵詞：觸摸屏，MCS-51單片機(jī)，Modbus協(xié)議，通信在工業(yè)控制中經(jīng)常需要觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或者修改運(yùn)行參數(shù)。觸摸屏能夠直觀、生動(dòng)地顯示運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，而且通過觸摸屏畫面可以直接修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，人機(jī)交互性好。單片機(jī)廣泛應(yīng)用

2、于工控領(lǐng)域中，與觸摸屏配合，可組成良好的人機(jī)交互環(huán)境。觸摸屏和單片機(jī)通信，需要根據(jù)觸摸屏采用的通信協(xié)議為單片機(jī)編寫相應(yīng)的通信程序。Modbus協(xié)議是美國Modicon公司推出的一種有效支持控制器之間以及控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間進(jìn)行通信的協(xié)議。本文以AT89S51單片機(jī)和威綸通科技有限公司的MT6070iH型觸摸屏為例，介紹其通信程序的開發(fā)過程。一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)觸摸屏與單片機(jī)的通訊，主要是解決通訊協(xié)議的問題。本文使用開放的Modbus通訊協(xié)議，以觸摸屏作主機(jī)（Master），單片機(jī)作從機(jī)（Slaver）。MT6070iH觸摸屏本身支持Modbus通訊協(xié)議，只要單片機(jī)按照Modb

3、us協(xié)議進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行通信了。觸摸屏與單片機(jī)之間采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口直接連接，傳輸速率設(shè)置為9600bps。圖1為該系統(tǒng)的電路圖。圖1 系統(tǒng)電路圖將AT89S51單片機(jī)的TXD、RXD口設(shè)置為異步串行通信模式，經(jīng)過MAX485芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平，再與MT6070iH觸摸屏RS-485 2W接口相連，即完成了硬件連接，其中P3.2作為收發(fā)控制信號(hào)。論文大全。MT6070iH觸摸屏RS-485 2W接口的管腳2為485A，管腳1為485B，管腳5為公共地。二、如何將MT6070iH設(shè)定成Modbus裝置將MT6070iH觸摸屏設(shè)定成Modbus裝置（以稱為Modbu

4、s Server），單片機(jī)或其它裝置只需使用Modbus協(xié)議，透過RS232/485接口，即可讀寫MT6070iH上的數(shù)據(jù)。將MT6070iH設(shè)定成Modbus裝置的方法如下：首先需在MT6070iH使用的MTP程序的設(shè)備清單（device table）中增加一個(gè)新的設(shè)備，此時(shí)PLC種類需選擇“MODBUS Server”，PLC接口可以選擇RS232、RS4852W、RS485 4W或Ethernet，這里選擇RS485 2W。如圖2所示。論文大全。圖2 將MT6070iH設(shè)定成Modbus裝置當(dāng)接口選擇使用RS485時(shí)，需選擇使用的連接端口（COM1COM3），并設(shè)定正確的通訊參數(shù)及站號(hào)。

5、這里選擇COM1（9600,N,8,1），站號(hào)設(shè)定為1。按下“確定”鍵后可以在設(shè)備清單中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的裝置：MODBUS Server，此時(shí)即完成了Modbus裝置的設(shè)定，在完成MTP檔案的編譯并將獲得的XOB檔案下載到觸摸屏后，即可透過Modbus協(xié)議讀寫MT6070iH上的數(shù)據(jù)。三、Modbus通信協(xié)議介紹Modbus通信協(xié)議是一種串行的主從通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)里僅有一臺(tái)設(shè)置可作為主機(jī)（稱Master），其它設(shè)備作為從機(jī)（稱Slaver），主機(jī)不需編號(hào)，從機(jī)必須編號(hào)。協(xié)議定義了主機(jī)查詢及從機(jī)應(yīng)答的信息幀格式。論文大全。通信時(shí)，主機(jī)首先向從機(jī)發(fā)出請求信息，符合相應(yīng)地址碼的從機(jī)接收通訊命令，并除去地址

6、碼，讀取信息，如果沒有出錯(cuò)，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，然后把執(zhí)行結(jié)果返給主機(jī)。若從機(jī)接收到的校驗(yàn)碼與本機(jī)計(jì)算的不同，則說明數(shù)據(jù)在通信過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，從機(jī)把這次請求視為無效，功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。當(dāng)主機(jī)收到這一信息時(shí)，會(huì)重新發(fā)送請求信息。校驗(yàn)方式分為LCR（傳送數(shù)據(jù)為ACSII時(shí)）校驗(yàn)或CRC（傳送數(shù)據(jù)為二進(jìn)制時(shí)）校驗(yàn)，這里采用CRC校驗(yàn)方式。信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位。主從站之間通訊的字格式如下：字格式（串行數(shù)據(jù)） 10位二進(jìn)制起始位 1位數(shù)據(jù)位 8位奇偶校驗(yàn)位 無停止位 1位Modbus協(xié)議可支持ASCII碼或二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)傳輸。

7、ACSII碼方式下每一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)分兩個(gè)字節(jié)傳送，二進(jìn)制方式下用一個(gè)字節(jié)傳送，為了減少數(shù)據(jù)傳輸量，一般選二進(jìn)制數(shù)據(jù)方式。各個(gè)區(qū)允許發(fā)送的字節(jié)均為16進(jìn)制的09，AF。二進(jìn)制信息幀標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為：初始結(jié)構(gòu) 4字節(jié)的時(shí)間地址碼 1字節(jié)功能碼 1字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū) N字節(jié)錯(cuò)誤校驗(yàn) 16位CRC碼結(jié)束結(jié)構(gòu) 4字節(jié)的時(shí)間二進(jìn)制模式中，信息開始至少需要3.5個(gè)字符的靜止時(shí)間，依據(jù)使用的波特率，很容易計(jì)算這個(gè)靜止時(shí)間。發(fā)送完最后一個(gè)字符后，也有一個(gè)至少3.5個(gè)字符的靜止時(shí)間，然后才能發(fā)送一個(gè)新的信息。網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備連續(xù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上的信息，包括靜止時(shí)間。四、通信程序的開發(fā)MT6070iH觸摸屏只支持Bit和Word地址類型，而

8、實(shí)際的單片機(jī)或其它控制器還有Byte、Double Word等表示方法，因此在進(jìn)行通信時(shí)，需要把單片機(jī)和觸摸屏的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換。觸摸屏畫面元件讀取地址的設(shè)備類型有LW、0x、1x、3x、4x、RWI、RW等選項(xiàng)。其中，LW表示該元件讀取的是觸摸屏內(nèi)部的地址，如其它元件的地址；0x表示讀取的是控制器的輸出信號(hào)；1x表示讀取的控制器的輸入信號(hào);3x和4x指控制器的寄存器地址類型，其中4x是可讀可寫的，3x是只讀的;RWI、RW都是觸摸屏的內(nèi)部地址，起輔助作用。這里僅以讀寫LW的0地址的數(shù)據(jù)為例說明讀寫過程。MT6070iH觸摸屏與單片機(jī)以Modbus協(xié)議通信，用到的Modbus功能碼如下：功能碼 名

9、稱 作用 01 讀取線圈狀態(tài) 取得一組邏輯線圈的當(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF) 02 讀取輸入狀態(tài) 取得一組開關(guān)輸入的當(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF) 03 讀取保持寄存器 在一個(gè)或多個(gè)保持寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值 04 讀取輸入寄存器 在一個(gè)或多個(gè)輸入寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值 05 強(qiáng)置單線圈 強(qiáng)置一個(gè)邏輯線圈的通斷狀態(tài) 06 預(yù)置單寄存器 把具體二進(jìn)值裝入一個(gè)保持寄存器 1. 串口程序的初始化使用定時(shí)器1作為波特率發(fā)生器，對串口的初始化程序如下：void Initial(void)SCON=0x50; /串口方式1，允許接收TMOD=0x20; /定時(shí)器1方式2TL1=0xFd; /波特率設(shè)為960

10、0TH1=0xFd; /存儲(chǔ)定時(shí)器初始值EA=1; /全局中斷允許TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器2. 向MT6070iH觸摸屏LW的0地址寫入數(shù)據(jù)向MT6070iH觸摸屏LW的0地址寫入數(shù)據(jù)0x3A4B，功能碼為6，程序如下：void DateWrite(void)ES=0; /關(guān)中斷unsigned int a;unsigned int crc;inData0=1; /站號(hào)inData1=6; /功能碼inData2=0; /起始地址高位inData3=0; /起始地址低位inData4=0; /寄存器個(gè)數(shù)高位inData5=1; /寄存器個(gè)數(shù)低位inData6=2; /字節(jié)數(shù)inData7=0

11、x3A; /要寫入數(shù)據(jù)高位inData8=0x4B; /要寫入數(shù)據(jù)低位crc=0xffff;crc=calccrc(9,&inData0); /根據(jù)前9個(gè)字節(jié)計(jì)算CRC值inData9=crc&0xff; /CRC值低8位inData10=crc8; /CRC值高8位for(a=0;a8; /CRC值高8位for(a=0;a8;a+) /共發(fā)送8個(gè)字節(jié)SBUF=inDataa; /發(fā)送數(shù)據(jù)while(!TI);TI=0;ES=1; /開串行口中斷發(fā)送完讀取數(shù)據(jù)的信息，一旦MT6070iH觸摸屏接收到該信息，經(jīng)過CRC校驗(yàn)，如果沒有錯(cuò)誤，就會(huì)把LW的0地址數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，共7個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)格式如下：字節(jié) 數(shù)據(jù)段名稱1 站號(hào)2 功能碼3 讀取字節(jié)數(shù)4 寄存器數(shù)據(jù)高位5 寄存器數(shù)據(jù)低位6 CRC校驗(yàn)碼低位7 CRC校驗(yàn)碼高位單片機(jī)