基于MODBUS協(xié)議的單片機與觸摸屏通信(圖文)

1、基于MODBUS協(xié)議的單片機與觸摸屏通信(圖文)論文導讀：觸摸屏能夠直觀、生動地顯示運行參數(shù)和運行狀態(tài)，而且通過觸摸屏畫面可以直接修改系統(tǒng)運行參數(shù)，人機交互性好。觸摸屏和單片機通信，需要根據(jù)觸摸屏采用的通信協(xié)議為單片機編寫相應的通信程序。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（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間進行通信的協(xié)議。關鍵詞：觸摸屏，MCS-51單片機，Modbus協(xié)議，通信在工業(yè)控制中經(jīng)常需要觀察系統(tǒng)的運行狀態(tài)或者修改運行參數(shù)。觸摸屏能夠直觀、生動地顯示運行參數(shù)和運行狀態(tài)，而且通過觸摸屏畫面可以直接修改系統(tǒng)運行參數(shù)，人機交互性好。單片機廣泛應用

2、于工控領域中，與觸摸屏配合，可組成良好的人機交互環(huán)境。觸摸屏和單片機通信，需要根據(jù)觸摸屏采用的通信協(xié)議為單片機編寫相應的通信程序。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（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間進行通信的協(xié)議。本文以AT89S51單片機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)實現(xiàn)觸摸屏與單片機的通訊，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（Master），單片機作從機（Slaver）。MT6070iH觸摸屏本身支持Modbus通訊協(xié)議，只要單片機按照Modb

3、us協(xié)議進行收發(fā)數(shù)據(jù)，就可以進行通信了。觸摸屏與單片機之間采用RS-485標準接口直接連接，傳輸速率設置為9600bps。圖1為該系統(tǒng)的電路圖。圖1 系統(tǒng)電路圖將AT89S51單片機的TXD、RXD口設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。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設定成Modbus裝置將MT6070iH觸摸屏設定成Modbus裝置（以稱為Modbu

4、s Server），單片機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設定成Modbus裝置的方法如下：首先需在MT6070iH使用的MTP程序的設備清單（device table）中增加一個新的設備，此時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設定成Modbus裝置當接口選擇使用RS485時，需選擇使用的連接端口（COM1COM3），并設定正確的通訊參數(shù)及站號。

5、這里選擇COM1（9600,N,8,1），站號設定為1。按下“確定”鍵后可以在設備清單中發(fā)現(xiàn)一個新的裝置：MODBUS Server，此時即完成了Modbus裝置的設定，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)絡里僅有一臺設置可作為主機（稱Master），其它設備作為從機（稱Slaver），主機不需編號，從機必須編號。協(xié)議定義了主機查詢及從機應答的信息幀格式。論文大全。通信時，主機首先向從機發(fā)出請求信息，符合相應地址碼的從機接收通訊命令，并除去地址

6、碼，讀取信息，如果沒有出錯，則執(zhí)行相應的任務，然后把執(zhí)行結(jié)果返給主機。若從機接收到的校驗碼與本機計算的不同，則說明數(shù)據(jù)在通信過程中出現(xiàn)錯誤，從機把這次請求視為無效，功能代碼將被修改以用于指出回應消息是錯誤的，同時數(shù)據(jù)段包含了描述此錯誤信息的代碼。當主機收到這一信息時，會重新發(fā)送請求信息。校驗方式分為LCR（傳送數(shù)據(jù)為ACSII時）校驗或CRC（傳送數(shù)據(jù)為二進制時）校驗，這里采用CRC校驗方式。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位二進制起始位 1位數(shù)據(jù)位 8位奇偶校驗位 無停止位 1位Modbus協(xié)議可支持ASCII碼或二進制格式的數(shù)據(jù)傳輸。

7、ACSII碼方式下每一個字節(jié)數(shù)據(jù)分兩個字節(jié)傳送，二進制方式下用一個字節(jié)傳送，為了減少數(shù)據(jù)傳輸量，一般選二進制數(shù)據(jù)方式。各個區(qū)允許發(fā)送的字節(jié)均為16進制的09，AF。二進制信息幀標準結(jié)構(gòu)為：初始結(jié)構(gòu) 4字節(jié)的時間地址碼 1字節(jié)功能碼 1字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū) N字節(jié)錯誤校驗 16位CRC碼結(jié)束結(jié)構(gòu) 4字節(jié)的時間二進制模式中，信息開始至少需要3.5個字符的靜止時間，依據(jù)使用的波特率，很容易計算這個靜止時間。發(fā)送完最后一個字符后，也有一個至少3.5個字符的靜止時間，然后才能發(fā)送一個新的信息。網(wǎng)絡上的設備連續(xù)監(jiān)測網(wǎng)絡上的信息，包括靜止時間。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、實際的單片機或其它控制器還有Byte、Double Word等表示方法，因此在進行通信時，需要把單片機和觸摸屏的數(shù)據(jù)進行變換。觸摸屏畫面元件讀取地址的設備類型有LW、0x、1x、3x、4x、RWI、RW等選項。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；1x表示讀取的控制器的輸入信號;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前狀態(tài)（ON/OFF) 02 讀取輸入狀態(tài) 取得一組開關輸入的當前狀態(tài)（ON/OFF) 03 讀取保持寄存器 在一個或多個保持寄存器中取得當前的二進制值 04 讀取輸入寄存器 在一個或多個輸入寄存器中取得當前的二進制值 05 強置單線圈 強置一個邏輯線圈的通斷狀態(tài) 06 預置單寄存器 把具體二進值裝入一個保持寄存器 1. 串口程序的初始化使用定時器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; /定時器1方式2TL1=0xFd; /波特率設為960

10、0TH1=0xFd; /存儲定時器初始值EA=1; /全局中斷允許TR1=1; /啟動定時器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; /關中斷unsigned int a;unsigned int crc;inData0=1; /站號inData1=6; /功能碼inData2=0; /起始地址高位inData3=0; /起始地址低位inData4=0; /寄存器個數(shù)高位inData5=1; /寄存器個數(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個字節(jié)計算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，如果沒有錯誤，就會把LW的0地址數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，共7個字節(jié)，數(shù)據(jù)格式如下：字節(jié) 數(shù)據(jù)段名稱1 站號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校驗碼低位7 CRC校驗碼高位單片機