【正文】 aLen) /* 傳輸消息緩沖區(qū) */ { uIndex = uchCRCHi ^ *puckMsg++ 。} //主機(jī) MODBUS 程序void ReadSlaveMCUData(u8 saddr,u8 fuctionnum,u16 startaddr,u16 count){u16 CRCData。//返回 CRC 校驗(yàn)USARTSendBuff[6]=(u8)CRCData。//用于偶校驗(yàn)；unsigned char idata receTimeOut=0。 //發(fā)送位置unsigned int get_Reg(unsigned int m)。BRT = 25612022000/32/BAUD。 /* 低 CRC 字節(jié)初始化 */ unsigned long uIndex 。S2BUF=sendBuf[0]。for(i=0。sendBuf[2]=byteCount。beginSend()。for(i=0。sendBuf[2]=byteCount。sendBuf[i+4]=tempDataamp。addr=receBuf[3]。byteCount++。sendBuf[i+4]=tempDataamp。addr=receBuf[3]。 } return (uchCRCHi 8 | uchCRCLo) 。TH0=0x9c。extern unsigned int xdata Data_tab[20]。 //用于測(cè)試 字址址 16 unsigned char localAddr = 2。}基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)38附錄 6 從機(jī)通訊程序代碼includeinclude includeunsigned char xdata receBuf[16]={0x01,0x01,10,11,12,13,14,9}。//從機(jī)地址高USARTSendBuff[3]=startaddr%256。 //高位在前}基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)37void Begin_Send(){ TxCounter1 = 0。 /* CRC 低位字節(jié)值表*/ const unsigned char AuchCRCLo[] = {//CRC_16 低 8 位數(shù)據(jù)區(qū) 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3, 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26, 基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)360x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40 }。 //MODBUS 數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)u8 USARTReciveBuff[64]={8,8,8,8,8,8,8,8,}。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。 調(diào)試結(jié)果在對(duì)硬件和軟件綜合調(diào)試后，經(jīng)上位機(jī)驗(yàn)證，達(dá)到了本次設(shè)計(jì)要求。關(guān)于觸摸屏校準(zhǔn)：，由觸摸屏確定MODBUS指令，觸屏校準(zhǔn)是一個(gè)難題，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)讀取存儲(chǔ)器里校準(zhǔn)好的校準(zhǔn)值，不必每次開(kāi)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)。圖 JTAG 更改的實(shí)物圖系統(tǒng)能夠正常下載后，將電路板焊接完整，主機(jī)板整體調(diào)試，TFT 觸摸屏顯示一張完整的圖片，發(fā)現(xiàn) Lm7805 發(fā)熱嚴(yán)重，燙手，仔細(xì)查看原因，是由于主機(jī)系統(tǒng)加入了 寸 TFT 觸摸屏耗電量大，實(shí)測(cè)電流為 290MA，電源供電芯片 LM7805 的靜態(tài)電流變化率為 500MA，沒(méi)有加散熱片，才會(huì)有此現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)考慮，本系統(tǒng)取消了 Lm7805，直接將電源輸入降至 5V，取消 LM7805 后主機(jī)電路板電源電路如圖 所示，主控電路板經(jīng)過(guò)上述修改后正常運(yùn)行。TFT 驅(qū)動(dòng)模塊的操作主要分為兩種，一是對(duì)控制寄存器的地址寫(xiě)入，二是對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作；A0 控制線的高低電平狀態(tài)來(lái)區(qū)別當(dāng)前的總線操作是對(duì)控制寄存器的地址寫(xiě)入還是對(duì)所指向的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)操作：當(dāng) A0 為低電平時(shí)，表示當(dāng)前的總線操作是對(duì)控制寄存器的地址進(jìn)行操作；當(dāng) A0 為高電平時(shí)，表示為對(duì)數(shù)據(jù)寫(xiě)入 /讀出操作，如圖 所示?；趩纹瑱C(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)20ISP/IAP 命令觸發(fā)寄存器 ISP_TRIG：操作時(shí)的命令觸發(fā)寄存器。 參數(shù)保存模塊在本系統(tǒng)中，為信息安全，需要增加參數(shù)的保存模塊，讓掉電后數(shù)據(jù)能保存起來(lái)，下次開(kāi)機(jī)的時(shí)候能讀出來(lái)。在數(shù)據(jù)幀處理過(guò)程中，首先判斷數(shù)據(jù)幀是否完整，然后判斷是不是發(fā)給本從機(jī)。SCON（串行口控制寄存器）SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISCON = 0X50 即串行口工作方式一（8 位 UART，波特率可變） 。 因?yàn)槊恳粋€(gè) DS18B20 的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)DS18B20 可以同時(shí)存在于一條總線。華氏相當(dāng)于是 67 176。C ~+125176。溫度傳感器的種類(lèi)眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場(chǎng)合時(shí) DALLAS（達(dá)拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。內(nèi)部集成 EEPROM 2K－16K 及看門(mén)狗和專(zhuān)用復(fù)位電路。關(guān)斷模式下，接收器保持有效狀態(tài)，對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，僅消耗 1uA 電源電流，MAX3232的引腳、封裝和功能分別與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MAX242 和 MAX232 兼容。Vref1suply2nTRS3GND4I56M78CK90OBQAJE圖 JTAG 電路圖 串口通訊模塊串口通訊模塊為整個(gè)設(shè)計(jì)的最重要的部分，本系統(tǒng)是基于串口 RS232 接口加入MODBUS 通訊協(xié)議，此部分一旦不能工作本系統(tǒng)將變得毫無(wú)意義?？蛇x引腳 TRST——測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。 RapidS 串行接口兼容 SPI，最高頻率可達(dá) 66MHz。本系統(tǒng)直接采用 STM32 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)液晶屏， STM32 單片機(jī)內(nèi)部帶有靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器（FSMC ），F(xiàn)SMC 模塊能夠與同步或異步存儲(chǔ)器和 16 位 PC 存儲(chǔ)器卡接口，它的主要作用是：將 AHB 總線傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)耐獠吭O(shè)備協(xié)議 。LT1117 三端可調(diào)或固定電壓 輸出電流為 1A，線路調(diào)整率為 %，負(fù)載調(diào)整率為 %，封裝類(lèi)型為 SOT223?；趩纹瑱C(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)8開(kāi)始系統(tǒng)初始化主機(jī)發(fā)送查詢命令從機(jī)接收命令匹配地址地址匹配的從機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)液晶屏刷新對(duì)應(yīng)從機(jī)數(shù)據(jù)圖 軟件總體流程圖。方案二利用液晶屏代替電腦顯示器界面，單片機(jī)做主機(jī)，同時(shí)開(kāi)發(fā)主機(jī)與從機(jī)，需要編寫(xiě)主機(jī)和從機(jī) MODBUS 通訊協(xié)議，難度偏大。經(jīng)過(guò)之前的理論學(xué)習(xí)和了解，以及參考大量文獻(xiàn)總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，初步選型方案選定如下：選用 STM32F103VET6 做主控單片機(jī)， 寸 TFT 彩屏做界面顯示，從機(jī)采用 STC12C5A60S2 做控制，主控單片機(jī)發(fā)送 MODBUS 命令給三個(gè)從機(jī)，從機(jī)基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)5根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)操作，同時(shí)從機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)保存到單片機(jī) RAM 單元中供主機(jī)查詢。 研究的主要內(nèi)容和步驟 主要內(nèi)容查找資料，熟悉單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及功能，熟悉利用STC12C5A60SSTM32F103VET6 單片機(jī)進(jìn)行通訊器的硬件設(shè)計(jì)。目前這方面的協(xié)議比較多，MODBUS 就是其中的一種。傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的另一個(gè)主要問(wèn)題是軟件的重復(fù)開(kāi)發(fā)，軟件不能夠復(fù)用，資源不能共享，造成大量的人力與物力資源的浪費(fèi)。用戶試圖把一個(gè)外來(lái)設(shè)備連接到控制系統(tǒng)里面，使用這個(gè)設(shè)備的 MODBUS 接口被證明是最為容易的辦法。最多可以有 127 個(gè) MDS 模件被安裝在一個(gè) MODBUS 網(wǎng)絡(luò)上面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的控制或是采集整個(gè)工廠的信號(hào)。當(dāng)儀表設(shè)備被連接到一種分散式 I/O 系統(tǒng)的時(shí)候，可以增加更多的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，但是僅僅需要一根對(duì)絞線電纜就可以把所有數(shù)據(jù)傳送到 MODBUS 主站。當(dāng)在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。為更好地普及和推動(dòng) Modbus 在基于以太網(wǎng)上的分布式應(yīng)用，目前施耐德公司已將 Modbus 協(xié)議 的所有權(quán)移交給 IDA 組織，并成立了 ModbusIDA 組織，為 Modbus 今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的。Modbus 的幀格式簡(jiǎn)單、緊湊、通俗易懂。另一種“智能化 ”并且具有控制能力的 MODBUS 設(shè)備是來(lái)自于 Moore Industries 公司的 MDS 方程站。通過(guò)對(duì)這些控制器進(jìn)行多分支網(wǎng)絡(luò)連接，可以創(chuàng)造一個(gè)自己的小型分散控制系統(tǒng)。但傳基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)3統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)軟件存在著一些問(wèn)題。要為每種協(xié)議寫(xiě)一個(gè)轉(zhuǎn)換接口或驅(qū)動(dòng)是比較繁瑣的，特別是在站點(diǎn)和協(xié)議較多的時(shí)候?；趩纹瑱C(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)4◆ 在能源與基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)、隧道、數(shù)字通訊、電信、水處理、油氣、能源等行業(yè)大大得益于“ 透明就緒 ”的遠(yuǎn)程控制能力 。 設(shè)計(jì)的步驟本次設(shè)計(jì)的課題是基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器的設(shè)計(jì)，主要的研究方法步驟如下：對(duì)整個(gè) MODBUS 通訊協(xié)議的構(gòu)成、要求、應(yīng)用等進(jìn)行大概的了解，明確課題的定位和所要解決的問(wèn)題?；趩纹瑱C(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)6第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案選擇方案一：采用電腦當(dāng)主機(jī)，從機(jī)利用單片機(jī)與電腦通過(guò) RS232 通訊，電腦發(fā)送MODBUS 命令查詢從機(jī)數(shù)據(jù)，從機(jī)接收命令返回相應(yīng)數(shù)據(jù)，電腦工控軟件刷新從機(jī)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn) MODBUS 通訊器功能。根據(jù)比較，本系統(tǒng)從機(jī)主控芯片采用 STC12C5A60S2，利用串口通訊芯片基于單片機(jī)的 MODBUS 通訊器設(shè)計(jì)7MAX3232 與上位機(jī)連接，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。時(shí)鐘頻率 72MHz 時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32 功耗 36mA，是32 位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于 。液晶顯示模塊及 CPU 引腳接口電路如圖 所示。本系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊采用 AT45DB161D 存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)容量為 2M，足夠存儲(chǔ)大量圖片數(shù)據(jù)信息。JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編程再裝到板上因此而改變，