湖南工程學院2013屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設計

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計</p><p>　　題 目： 基于單片機的MODBUS通訊器設計 </p><p>　　學院： 電氣信息學院 </p><p>　　專業(yè)： 電子信息工程 班級： 0902 學號： 38 </p><p>

2、　　學生姓名： </p><p>　　導師姓名： </p><p>　　完成日期： 2013年05月31日 </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書&l

3、t;/p><p>　　題目： 基于單片機的MODBUS通訊器設計 </p><p>　　姓名 系 電氣信息學院 專業(yè) 電子信息工程 班級 0902 學號 200901030238 </p><p>　　指導老師 職稱

4、 講師 教研室主任 </p><p>　　一、 基本任務及要求：</p><p>　　1、查找資料，熟悉單片機的基本結(jié)構(gòu)及功能，熟悉利用52單片機進行通訊 器的硬件設計。</p><p>　　2、掌握C51語言，并完成MODBUS通訊程序的編寫</p><p>　　3、利用Altium desi

5、gner軟件畫原理圖及PCB。</p><p>　　4、購買元器件并焊接，制作通訊器。</p><p>　　5、通信器軟硬件調(diào)試。</p><p>　　二、 進度安排及完成時間：</p><p>　?。?）第一周至第三周：查閱資料、撰寫文獻綜述和開題報告 ； </p><p>　?。?）第

6、四周至第五周：利用Altium designer軟件畫原理圖及PCB； </p><p>　　（3）第六周至第十一周；編寫代碼并完成調(diào)試工作； </p><p>　?。?）第十二周至第十三周：撰寫設計說明書； </p><p>　　

7、（5）第十四周：畢業(yè)設計答辯； </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒 論1</p>

8、<p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 目的與意義2</p><p>　　1.3 發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望3</p><p>　　1.4 研究的主要內(nèi)容和步驟4</p><p>　　1.4.1 主要內(nèi)容4</p><p>　　1.4.2 設計的步驟

9、4</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計方案6</p><p>　　2.1設計方案選擇6</p><p>　　2.2 芯片選擇6</p><p>　　2.3 軟件方案設計7</p><p>　　第3章 硬件電路設計8</p><p>　　3.1 主機CPU模塊8</p>

10、;<p>　　3.2 電源模塊9</p><p>　　3.3 液晶顯示模塊10</p><p>　　3.4 存儲模塊11</p><p>　　3.5 程序調(diào)試下載模塊12</p><p>　　3.6 串口通訊模塊13</p><p>　　3.7 從機主控模塊14</p><

11、p>　　3.8 LED燈顯示模塊15</p><p>　　3.9 溫度檢測模塊15</p><p>　　第4章 軟件設計17</p><p>　　4.1串口通信模塊17</p><p>　　4.2數(shù)據(jù)幀處理模塊17</p><p>　　4.3參數(shù)保存模塊19</p><p>

12、　　4.4液晶顯示模塊20</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試23</p><p>　　5.1硬件調(diào)試23</p><p>　　5.1.1 主機電路板調(diào)試23</p><p>　　5.1.2 從機電路板調(diào)試24</p><p>　　5.2軟件件調(diào)試24</p><p>　　5.2

13、.1調(diào)試平臺24</p><p>　　5.2.2調(diào)試問題25</p><p>　　5.3調(diào)試結(jié)果26</p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p>　　附錄1 主機硬件原理圖30</p>

14、;<p>　　附錄2 從機硬件原理圖31</p><p>　　附錄3 主機PCB實物圖32</p><p>　　附錄4 從機PCB實物圖33</p><p>　　附錄5 主機通訊程序代碼34</p><p>　　附錄6 從機通訊程序代碼38</p><p>　　基于單片機的MODBUS通訊器的設

15、計</p><p>　　摘 要:隨著現(xiàn)場總線在工業(yè)應用中的越來越廣泛，越來越普及，Modbus作為其中的一種簡單協(xié)議也受到不少的歡迎。本論文根據(jù)Modbus協(xié)議中RTU模式實現(xiàn)讀寄存器、寫單個寄存器、寫多個寄存器等多個功能。本系統(tǒng)從機以STC12C5A60S2為基本平臺，利用RS232串口實現(xiàn)與上位機通訊，用單片機的內(nèi)部RAM寄存器模擬協(xié)議中的寄存器，根據(jù)寄存器的值調(diào)節(jié)單片機PWM輸出，改變LED燈的亮度，單片機

16、讀取實時溫度。本系統(tǒng)上位機以STM32F103RBT6為平臺，通過4.3寸TFT觸摸屏實現(xiàn)查詢從機、設置從機參數(shù)等功能，實時顯示從機的通訊狀態(tài)、寄存器的值、溫度測量值。另外本系統(tǒng)還具有掉電保存、溫度報警功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞: Modbus、LED、寄存器、RS232、STC12C5A60S2、溫度報警、STM32F103</p><p>　　The design of MOD

17、BUS communicator based on MCU</p><p>　　Abstract : With the fieldbus using in the industrial application widely and popularly, modbus is more welcomed as one of its simple agreement. According to the RTU sch

18、ema of modbus in modbus agreement, the paper mainly achieves the function of reading register, writing single register and multiple registers etc. The slave of system uses the STC12C5A60S2 as the basic platform and RS232

19、 to realize the communication with the Host computer. The system will use the register of internal ram in mcu to</p><p>　　Keywords: Modbus、LED、Register、RS232、STC12C5A60S2、Temperature Alarm、STM32F103</p>

20、;<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　Modbus是由Modicon在1979年發(fā)明的，是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。為更好地普及和推動Modbus在基于以太網(wǎng)上的分布式應用，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

21、Modbus-IDA組織，為Modbus今后的發(fā)展奠定了基礎。</p><p>　　Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡和其它設備之間通訊。它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標準。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通訊的。它描述了控制器請求訪問其它設備的過程，如何回應

22、來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。</p><p>　　當在Modbus網(wǎng)絡上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。</p><p>　　Modbus具有以下幾個特點：</p><p>　　1、標準、開放

23、，用戶可以免費、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產(chǎn)權(quán)。目前，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產(chǎn)品超過600種。</p><p>　　2、Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。</p><p>　　3、Modbus的幀格式簡單、緊湊、通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發(fā)

24、簡單。</p><p>　　在大多數(shù)工廠里，現(xiàn)場儀表采用單獨的控制室直連對絞線電纜連接到控制系統(tǒng)。當儀表設備被連接到一種分散式I/O系統(tǒng)的時候，可以增加更多的現(xiàn)場設備，但是僅僅需要一根對絞線電纜就可以把所有數(shù)據(jù)傳送到MODBUS主站。以MODBUS網(wǎng)絡的方式組網(wǎng)連接的時候，把現(xiàn)場設備連接到一個過程控制系統(tǒng)、PLC或是工業(yè)計算機系統(tǒng)，整個工廠的連接都能夠從對絞線電纜控制室直連的方式轉(zhuǎn)變成為MODBUS連接方式。&l

25、t;/p><p>　　到目前為止，我們僅僅涉及到了簡單的MODBUS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。還有一種方案也是可能的，那就是把控制設備安裝在現(xiàn)場，然后通過MODBUS使其與中央控制系統(tǒng)進行通訊。它也可以被編程用來執(zhí)行控制功能，例如PID控制、ON/OFF控制、現(xiàn)場報警、診斷以及報警監(jiān)視等。</p><p>　　另一種“智能化”并且具有控制能力的MODBUS設備是來自于Moore Industries公司的

26、MDS方程站。這是一種多功能控制器，它能夠執(zhí)行很多種類型的控制功能和運算。有了MDS方程站，在實現(xiàn)簡單控制任務、多變量控制任務（例如監(jiān)視和控制一個蒸煮器里的紙漿液位或者使用來自多個流量、溫度和壓力變送器的輸入信號實現(xiàn)質(zhì)量流量計算）時就不再需要PLC或者大型控制器了。最多可以有127個MDS模件被安裝在一個MODBUS網(wǎng)絡上面來實現(xiàn)對工廠的控制或是采集整個工廠的信號。</p><p>　　PID（比例、積分和微分）

27、控制器最初都是單機獨立運行的無通訊控制器。由于PLC和DCS都已經(jīng)智能化，因此現(xiàn)在PID控制器也智能化了。今天，許多終端用戶依然青睞那些直接讀出和編程簡單的單回路控制器。諸如MODBUS等數(shù)字化通訊協(xié)議能夠給這些一直單機運行的儀表注入一些新的活力。通過對這些控制器進行多分支網(wǎng)絡連接，可以創(chuàng)造一個自己的小型分散控制系統(tǒng)。</p><p>　　現(xiàn)代的控制領(lǐng)域持續(xù)不斷的產(chǎn)生和應用諸如現(xiàn)場總線和網(wǎng)狀網(wǎng)絡等先進概念，MOD

28、BUS的簡單性以及它的便于在許多通訊媒介上實施應用的特點一直使它受到最廣泛的支持，并且成為全球應用最廣泛的工業(yè)協(xié)議。當使用現(xiàn)有老式控制系統(tǒng)的用戶發(fā)現(xiàn)自己需要擴充現(xiàn)場儀表或者增加遠程控制器的時候，他們都會采用MODBUS作為一個能夠解決復雜問題的簡單解決方案。用戶試圖把一個外來設備連接到控制系統(tǒng)里面，使用這個設備的MODBUS接口被證明是最為容易的辦法。雖然MODBUS已經(jīng)是最為古老的通訊方法之一，由于非常多的原因它也是最普及的通訊方法。

29、MODBUS便于使用、非?？煽?、價格低廉并且可以連接到控制工業(yè)領(lǐng)域幾乎所有的傳感器和控制設備。</p><p>　　MODBUS廣泛的應用于程序自動化、工業(yè)自動化、智能建筑、 輸配電通訊協(xié)議、智能電表、車用通訊。</p><p><b>　　1.2 目的與意義</b></p><p>　　在現(xiàn)代化工業(yè)控制中, 由于被控對象、測控裝置等物理設備的

30、地域分散性, 以及控制與監(jiān)控等任務對實時性的要求, 不同設備之間現(xiàn)場交互性信息的傳遞越來越多。但傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)軟件存在著一些問題。不具備開放性，各個部分的聯(lián)系過于緊密，使系統(tǒng)過于復雜。這樣使系統(tǒng)的更新、擴展和升級變得非常困難，對系統(tǒng)任何一部分的修改都有可能對其它部分造成影響，從而導致大量且煩瑣的軟件和硬件的修改。傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件開發(fā)中出現(xiàn)的另一個主要問題是軟件的重復開發(fā)，軟件不能夠復用，資源不能共享，造成大量的人力與物力資源的浪費

31、。雖然使用高級語言函數(shù)庫讓我們可以利用面向?qū)ο蟮睦^承等方法大量重用源代碼，但這些復用只是對源代碼級的復用而不是對可執(zhí)行文件級的復用。</p><p>　　由于傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)的帶來的不便，造成形成了大量的“信息孤島”，但是，對于工業(yè)控制而言，各站點之間不是孤立的，它們必須互相配合、協(xié)調(diào)才能保證產(chǎn)品質(zhì)量和實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，這就需要各站點能互通訊息。另外，上級管理網(wǎng)也需要與子站交互數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)全局的監(jiān)控和優(yōu)化。然而，子站

32、是采用不同開發(fā)平臺、不同通訊協(xié)議組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，可能由不同的廠家和個體開發(fā)。要為每種協(xié)議寫一個轉(zhuǎn)換接口或驅(qū)動是比較繁瑣的，特別是在站點和協(xié)議較多的時候。因此，怎樣有效集成數(shù)據(jù)，避免信息孤島的出現(xiàn)，是工業(yè)控制領(lǐng)域中常遇到難點問題之一。</p><p>　　比較好的方法是各站點都采用標準協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，而不必為每一種協(xié)議開發(fā)一個通訊接口。目前這方面的協(xié)議比較多，MODBUS 就是其中的一種。MODBUS是一種全開放

33、, 免費提供,非常容易理解和實施的協(xié)議, 從70 年代誕生以來,在制造業(yè)、電力、水電、冶金、礦山、交通、基礎設施的工業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)采集和過程控制得到了廣泛應用, 形成了一種事實上的工業(yè)標準。同時， 隨著單片機技術(shù)的迅速發(fā)展, 單片機技術(shù)已逐步進入工業(yè)自動化領(lǐng)域, 單片機以體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、應用方便等優(yōu)勢。它允許MODBUS協(xié)議與單片機232接口結(jié)合, 在單片機串口中嵌入MODBUS信息幀, 成為MODBUS/RTU或MODBUS

34、/ASCII, 在工業(yè)自動化領(lǐng)域中, 具有很高的性能價格比, 是一種真正開放的理想解決方案。</p><p>　　1.3 發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望</p><p>　　目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)安裝了MODBUS串行設備，基于MODBUS和單片機技術(shù)的“透明就緒”的廣泛應用可以被歸類到三大市場：能源與基礎設施，工業(yè)，以及建筑行業(yè)。</p><p>　　◆  

35、  在能源與基礎設施市場，機場、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”的遠程控制能力 。 </p><p>　　◆   在工業(yè)市場，食品與飲料、微電子、制藥、汽車等行業(yè)則高度的受益于“透明就緒”中從IT系統(tǒng)貫通到車間層單片機的統(tǒng)一全局網(wǎng)絡架構(gòu)。</p><p>　　◆   在建筑市場，醫(yī)療機構(gòu)、公用建筑、民用住

36、宅、船舶等行業(yè)在“透明就緒”中使用他們原有的單片機232網(wǎng)絡，從而大大的降低了實施費用。</p><p>　　1.4 研究的主要內(nèi)容和步驟</p><p>　　1.4.1 主要內(nèi)容</p><p>　　1、查找資料，熟悉單片機的基本結(jié)構(gòu)及功能，熟悉利用STC12C5A60S2、STM32F103VET6單片機進行通訊器的硬件設計。</p><p&

37、gt;　　2、掌握C51語言，并完成MODBUS通訊程序的編寫。</p><p>　　3、構(gòu)建各個模塊功能，利用Altium designer軟件畫原理圖及PCB。</p><p>　　4、購買元器件并焊接，制作通訊器。</p><p>　　5、搭建測試平臺，通訊器軟硬件調(diào)試。</p><p>　　1.4.2 設計的步驟</p>

38、<p>　　本次設計的課題是基于單片機的MODBUS通訊器的設計，主要的研究方法步驟如下：</p><p>　　1、對整個MODBUS通訊協(xié)議的構(gòu)成、要求、應用等進行大概的了解，明確課題的定位和所要解決的問題。</p><p>　　2、對單片機控制的理論以及涉及到的相關(guān)知識進行系統(tǒng)的學習，例如：如何建立單片機232通訊，如何利用電腦對單片機編程，常用的編譯軟件，以及通訊所要達到

39、的效果等等。</p><p>　　3、選擇單片機型號，經(jīng)過對常用編譯軟件的相關(guān)了解，對單片機性能及控制方法做簡單測試。經(jīng)過之前的理論學習和了解，以及參考大量文獻總結(jié)前人經(jīng)驗，初步選型方案選定如下：選用STM32F103VET6做主控單片機，4.3寸TFT彩屏做界面顯示，從機采用STC12C5A60S2做控制，主控單片機發(fā)送MODBUS命令給三個從機，從機根據(jù)命令執(zhí)行相應操作，同時從機將采集到的數(shù)據(jù)保存到單片機RA

40、M單元中供主機查詢。</p><p>　　4、根據(jù)選定的單片機型號畫出對應的最小系統(tǒng)以及各個功能模塊電路圖，畫出PCB板，搭建硬件調(diào)試環(huán)境。</p><p>　　5、軟件調(diào)試，首先利用電腦做MODBUS主機，分別調(diào)試主機控制板和從機控制板，確保軟硬件完美結(jié)合。</p><p>　　6、綜合調(diào)試，主機控制板與從機控制板進行MODBUS通訊，分別控制各個功能塊。對設計的

41、結(jié)果進行分析和總結(jié)。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計方案</p><p><b>　　2.1設計方案選擇</b></p><p>　　方案一：采用電腦當主機，從機利用單片機與電腦通過RS232通訊，電腦發(fā)送MODBUS命令查詢從機數(shù)據(jù)，從機接收命令返回相應數(shù)據(jù)，電腦工控軟件刷新從機數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)MODBUS通訊器功能。</p>

42、;<p>　　方案二：單片機做主機，利用顯示屏作為數(shù)據(jù)顯示界面，主機單片機發(fā)送MODBUS命令給從機，從機返回數(shù)據(jù)給主機單片機，主機控制液晶屏刷新從機數(shù)據(jù)，實現(xiàn)MODBUS通訊器功能。</p><p>　　方案一連接簡單，操作方便，只需開發(fā)從機模塊與電腦通訊，只需編寫從機MODBUS通訊協(xié)議代碼。方案二利用液晶屏代替電腦顯示器界面，單片機做主機，同時開發(fā)主機與從機，需要編寫主機和從機MODBUS通訊

43、協(xié)議，難度偏大。權(quán)衡考慮后，方案二實用性更強，所以本系統(tǒng)采用方案二設計。</p><p><b>　　2.2 芯片選擇</b></p><p>　　由于主機液晶顯示采用4.3寸TFT觸摸屏，對主機CPU控制器要求較高，故主機主控芯片采用STM32系列的STM32F103RBT6芯片。</p><p>　　從機主控芯片則有兩種選擇：</p&

44、gt;<p>　　STM系列的STM8S105K4，此芯片編程簡單，單片機價格便宜，與傳統(tǒng)51單片機編程方法兼容，內(nèi)部資源豐富，下載程序簡單，可在線調(diào)試，但需特定下載器，而且下載器價格昂貴。</p><p>　　STC系列的STC12C5A60S2，此芯片編程簡單，價格便宜，與傳統(tǒng)51單片機編程方法兼容，內(nèi)部資源豐富，下載程序只需RS232接口即可將程序下載到單片機，經(jīng)濟實惠。</p>

45、<p>　　根據(jù)比較，本系統(tǒng)從機主控芯片采用STC12C5A60S2，利用串口通訊芯片MAX3232與上位機連接，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.3 軟件方案設計</p><p>　　本系統(tǒng)主機基于STM32單片機平臺，從機基于STC單片機平臺，利用其中的RS232，主機發(fā)送MODB

46、US命令查詢從機數(shù)據(jù)，主機根據(jù)觸摸屏定義的功能，下置數(shù)據(jù)到從機寄存器，改變從機寄存器模擬量的值，然后根據(jù)Modbus總線協(xié)議編寫相應的程序完成其功能，另外再利用DS18b20測量溫度，通過Modbus實現(xiàn)溫度報警等功能，然后利用4.3寸TFT觸摸屏實時顯示通訊狀態(tài)、LED燈的狀態(tài)、實時溫度值。圖2.2為軟件的總體流程圖。</p><p>　　圖2.2軟件總體流程圖。</p><p>　　第

47、3章 硬件電路設計</p><p>　　3.1 主機CPU模塊</p><p>　　主機CPU模塊采用STM32系列的Cortex‐M3處理器STM32F103VET6，STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到7

48、2MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當于0.5mA/MHz。</p><p>　　STM32F103VET6外圍電路設計簡單，芯片最

49、小系統(tǒng)電路如圖3.1所示。</p><p>　　如圖3.1 STM32F103VET6最小系統(tǒng)電路</p><p><b>　　3.2 電源模塊</b></p><p>　　主機系統(tǒng)供電采用Lm7805穩(wěn)壓出5V，供給LT1117輸入，使得輸出為3.3V主芯片所需的電源，電源模塊原理圖如圖3.2所示。</p><p>　

50、　LT1117三端可調(diào)或固定電壓3.3V輸出電流為1A，線路調(diào)整率為0.2%，負載調(diào)整率為0.4%，封裝類型為SOT-223。</p><p>　　三端穩(wěn)壓集成電路lm7805。常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的lm78 ×× 系列和負電壓輸出的lm79××系列。三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。</p>&l

51、t;p>　　圖3.2電源模塊電路圖</p><p>　　3.3 液晶顯示模塊</p><p>　　主機系統(tǒng)采用4.3寸TFT液晶顯示屏做界面顯示，4.3寸彩色TFTLCD顯示模塊的內(nèi)置LCD控制器以及顯存，對4.3寸模塊進行操作時，實際上是對LCD控制器的控制寄存器、顯示數(shù)據(jù)存儲器進行操作。</p><p>　　液晶顯示模塊及CPU引腳接口電路如圖3.5所示。

52、</p><p>　　4.3寸模塊內(nèi)部有雙圖層顯示功能，雙圖層顯示的模塊具有兩個顯示圖層：一個背景層，一個前景層。兩個圖層都具備16位真彩的顯示能力。</p><p>　　本系統(tǒng)直接采用STM32單片機驅(qū)動液晶屏，STM32單片機內(nèi)部帶有靜態(tài)存儲器控制器（FSMC），F(xiàn)SMC模塊能夠與同步或異步存儲器和16位PC存儲器卡接口，它的主要作用是：</p><p>　　1

53、、將AHB總線傳輸信號轉(zhuǎn)換到適當?shù)耐獠吭O備協(xié)議 。</p><p>　　2、滿足訪問外部設備的時序要求 所有的外部存儲器共享控制器輸出的地址、數(shù)據(jù)和控制信號，每個外部設備可以通過一個唯一的片選信號加以區(qū)分。</p><p>　　界面顯示如圖3.3、3.4所示。</p><p>　　圖3.3 開機界面 圖3.4 主界面

54、</p><p>　　圖3.5 TFT液晶及CPU引腳接口</p><p><b>　　3.4 存儲模塊</b></p><p>　　由于主機采用4.3寸TFT觸摸屏作為界面顯示，像素點為480*272，需要大量圖片數(shù)據(jù)信息，而主芯片內(nèi)部Flash只有512KB，最多只能存放兩張圖片，所以本系統(tǒng)采用了外擴存儲器的方法存儲圖片數(shù)據(jù)。圖片數(shù)據(jù)存入存

55、儲芯片的固定地址，多張圖片分地址放置，CPU只需按地讀取存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)送入TFT顯示器，即可完成所有圖片顯示，節(jié)約了CPU內(nèi)部空間。</p><p>　　本系統(tǒng)存儲模塊采用AT45DB161D存儲芯片，存儲容量為2M，足夠存儲大量圖片數(shù)據(jù)信息。模塊電路圖如圖3.6所示，AT45DB161D是一款2.5V或2.7V，串行接口的FLASH存儲器，是各種數(shù)字語音，圖像，程序代碼和數(shù)據(jù)存儲應用的理想選擇。AT45DB16

56、1D支持RapidS串行接口，適用于要求高速操作的應用。RapidS串行接口兼容SPI，最高頻率可達66MHz。AT45DB161D的存儲容量為17,301,504位，組織形式為4,096頁，每頁512或528頁。</p><p><b>　　圖3.6 存儲模塊</b></p><p>　　3.5 程序調(diào)試下載模塊</p><p>　　STM3

57、2內(nèi)部集成JTAG調(diào)試模塊，JTAG(Joint Test Action Group；聯(lián)合測試行動小組)是一種國際標準測試協(xié)議（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片內(nèi)部測試?，F(xiàn)在多數(shù)的高級器件都支持JTAG協(xié)議，如DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。</p><p>　　JTAG編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯

58、片進行預編程再裝到板上因此而改變，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進度。JTAG接口可對PSD芯片內(nèi)部的所有部件進行編程。</p><p>　　具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引腳定義：</p><p>　　TCK——測試時鐘輸入；</p><p>　　TDI——測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI輸入JTAG口；</p>

59、<p>　　TDO——測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO從JTAG口輸出；</p><p>　　TMS——測試模式選擇，TMS用來設置JTAG口處于某種特定的測試模式。</p><p>　　可選引腳TRST——測試復位，輸入引腳，低電平有效。</p><p>　　含有JTAG口的芯片種類較多，如CPU、DSP、CPLD等。</p><p&

60、gt;　　JTAG內(nèi)部有一個狀態(tài)機，稱為TAP控制器。TAP控制器的狀態(tài)機通過TCK和TMS進行狀態(tài)的改變，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的輸入。</p><p>　　JTAG標準定義了一個串行的移位寄存器。寄存器的每一個單元分配給IC芯片的相應引腳，每一個獨立的單元稱為BSC（Boundary-Scan Cell）邊界掃描單元。這個串聯(lián)的BSC在IC內(nèi)部構(gòu)成JTAG回路，所有的BSR（Boundary-Scan Registe

61、r）邊界掃描寄存器通過JTAG測試激活，平時這些引腳保持正常的IC功能。</p><p>　　JTAG的系統(tǒng)板設計和連線關(guān)系如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 JTAG電路圖</p><p>　　3.6 串口通訊模塊</p><p>　　串口通訊模塊為整個設計的最重要的部分，本系統(tǒng)是基于串口RS232接口加入MODBUS通訊協(xié)議，

62、此部分一旦不能工作本系統(tǒng)將變得毫無意義。通訊方式直接利用串口通訊芯片MAX3232，MAX3232有雙串口接口，串口1接口與從機相連，連接方式采用RJ45網(wǎng)絡通訊接口。串口2接口與DB9接口相連，可以與電腦RS232通訊，便于調(diào)試。芯片外部電路圖如圖3.8所示。下面簡單介紹MAX3232芯片。</p><p>　　采用專有低壓差發(fā)送器輸出級，利用雙電壓在3.0V至5.5V電源供電時能夠?qū)崿F(xiàn)真正的RS-232性能，

63、器件僅需四個0.1uF的外部小尺寸電壓電容。MAX3232確保在120kbps數(shù)據(jù)速率，同時保持RS-232輸出電平。MAX3232具有二路接收器和二路驅(qū)動器，提供1uA關(guān)斷模式，有效降低功效并延遲便攜式產(chǎn)品的電池使用壽命。關(guān)斷模式下，接收器保持有效狀態(tài)，對外部設備進行監(jiān)測，僅消耗1uA電源電流，MAX3232的引腳、封裝和功能分別與工業(yè)標準MAX242和MAX232兼容。即使工作在高數(shù)據(jù)速率下，MAX3232仍然能保持RS-232標準

64、要求的正負5.0V最小發(fā)送器輸出電壓。</p><p>　　只要輸入電壓在3.0V至5.5V范圍以內(nèi)，即可提供+5.5V（倍壓電源）和—5.5V（反相電壓）輸出電壓，電壓工作在非連續(xù)模式，一旦輸出電壓低于5.5V，將開啟電壓；輸出電壓超過5.5V，即可關(guān)閉電荷泵，每個電壓需要一個電容器和一個儲能電容，產(chǎn)生V+和V-的電壓。</p><p>　　MAX3232在最差工作條件下能夠保證120k

65、bps的數(shù)據(jù)速率。通常情況下，能夠工作于235kbps數(shù)據(jù)速率。</p><p>　　圖3.8 串口通訊電路</p><p>　　3.7 從機主控模塊</p><p>　　從機主控采用STC12C5A60S2，最小系統(tǒng)電路圖如圖3.9所示。</p><p>　　STC12C5A60S2單片機性能特點：</p><p>

66、　　1、工作頻率0~40M相當于普通8051的0~80M。</p><p>　　2、FLASH程序儲存4K-64K，RAM數(shù)據(jù)儲存512B－1280B。</p><p>　　3、內(nèi)部集成EEPROM 2K－16K及看門狗和專用復位電路。</p><p>　　4、帶A/D功能，超小封裝。</p><p>　　5、2-4路PWM， 8-10位高速

67、A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　6、有ISP和IAP功能，強抗干擾和降低EMI性能。</p><p>　　圖3.9 從機主控模塊最小系統(tǒng)</p><p>　　3.8 LED燈顯示模塊</p><p>　　LED燈模塊采用8個0805封裝的LED顯示，LED模塊電路圖如圖3.10所示。</p><p>　　利用STC單

68、片機8個I/O端口分別控制8路LED，每一路都用100級PWM來調(diào)節(jié)LED亮度，每一路亮度值都可通過從機按鍵設置值，也可在主機觸摸屏上設置每一路亮度值，也可以直接控制每一路LED亮滅，通過MODBUS命令下置到從機單片機，從機單片機根據(jù)亮度值修改LED亮度。</p><p>　　圖3.10 LED燈顯示模塊</p><p>　　3.9 溫度檢測模塊</p><p>

69、　　溫度的測量使用了DS18B20溫度傳感器。溫度檢測模塊電路如圖3.11所示。溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得DS18B20更受歡迎。</p><p>　　DS18B20的主要特征： </p><p>　　(1)?全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。

70、 </p><p>　　(2)?先進的單總線數(shù)據(jù)通信。 </p><p>　　(3)?最高12位分辨率，精度可達土0.5攝氏度。 </p><p>　　(4)?12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。 </p><p>　　(5)?可選擇寄生工作方式。 </p><p>　　(6)?檢測溫度范圍為–55°C

71、 ~+125°C (–67°F ~+257°F) </p><p>　　(7)?內(nèi)置EEPROM，限溫報警功能。 </p><p>　　(8)?64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。 </p><p>　　(9)?多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。 </p><p>　　只需要一條口線通信 多點能力，簡化

72、了分布式溫度傳感應用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V，無需備用電源，測量溫度范圍為-55 ° C至+125 ℃。華氏相當于是-67 ° F到257華氏度，-10 ° C至+85 ° C范圍內(nèi)精度為±0.5 ° C。</p><p>　　CPU與DS18B20只有一跟數(shù)據(jù)線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，

73、不需要外接電源。 因為每一個DS18B20的包含一個獨特的序號，多個DS18B20可以同時存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設備或機器，并進行過程監(jiān)測和控制。</p><p>　　圖3.11 溫度檢測模塊</p><p><b>　　第4章 軟件設計</b></p><p>&

74、lt;b>　　4.1串口通信模塊</b></p><p>　　串行通信是實現(xiàn)單片機與PC 及通信的一種基本方式。在本系統(tǒng)中使用的是一個主機三個從機，一片MAX3232做主機通訊接口，另外三個作為從機通訊接口，RS232總線直接使用RS232電平通訊。</p><p>　　在串行通信的實現(xiàn)中，本系統(tǒng)采用了串口通信工作方式一，波特率115200 的方案。在串行通信過程中必然涉

75、及寄存器以及定時器的配置。</p><p>　　TMOD（定時器寄存器）</p><p>　　GATE C/T* M1 M0 GATE C/T* M1 M0</p><p>　　T1 方式字段T0 方式字段</p><p>　　TMOD |= 0X20 即定時器T1 工作在方式2（自動重裝的8 位定時器）。</p><p&

76、gt;　　SCON（串行口控制寄存器）</p><p>　　SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI</p><p>　　SCON = 0X50 即串行口工作方式一（8 位UART，波特率可變）。</p><p>　　由于單片機需要對數(shù)據(jù)幀進行處理，而處理數(shù)據(jù)幀所需要的時間相對比較長，為了提高單片機的效率，在串行通信時，應該采用中斷方式接受數(shù)據(jù)幀。

77、一般而言，中斷函數(shù)應該盡可能的簡單。所以中斷函數(shù)只負責接受數(shù)據(jù)幀，而對于接收數(shù)據(jù)幀的處理則放在主函數(shù)里。</p><p>　　4.2數(shù)據(jù)幀處理模塊</p><p>　　數(shù)據(jù)幀處理是整個系統(tǒng)的核心部分，在現(xiàn)場總線技術(shù)中有著至關(guān)重要的作用。必須了解Modbus的各個功能對應的幀格式，理解其含義和本質(zhì)，然后才能找到對應信息去對其相應的處理。</p><p>　　根據(jù)Mod

78、Bus 協(xié)議，其RTU模式數(shù)據(jù)幀格式如下：</p><p>　　硬件采用RS232，主從式半雙工通訊，主機呼叫從機地址，從機應答方式通訊。</p><p>　　數(shù)據(jù)幀10位，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無校驗。</p><p>　　在數(shù)據(jù)幀處理過程中，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。對完整數(shù)據(jù)幀進行CRC校驗，CRC校驗正確的幀執(zhí)行下面的處

79、理步驟，否則丟棄該幀，并通知上位機重發(fā)數(shù)據(jù)。幀處理的前提除了CRC校驗正確，還需要確保地址位正確。在前提條件滿足的情況下才能提取功能位和數(shù)據(jù)位。根據(jù)功能位確保要執(zhí)行的功能。并執(zhí)行相關(guān)功能。在具體功能中提取實現(xiàn)功能所需的數(shù)據(jù)位。圖4.1為數(shù)據(jù)幀處理流程圖</p><p>　　圖 4.1 數(shù)據(jù)幀處理流程圖</p><p>　　上位機對發(fā)回來的幀進行處理，判斷是否正確后執(zhí)行對應的處理。</

80、p><p><b>　　4.3參數(shù)保存模塊</b></p><p>　　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，下次開機的時候能讀出來。保存修改的參數(shù)可以使之能夠較好的適應各種環(huán)境的測量。我們可以設置報警的上下限，測量的上下限。由于需要保存的參數(shù)較少，直接使用片內(nèi)的EEPROM 來保存修改的參數(shù)。EEPROM 可以用于保存一些在應用過程中修

81、改并掉電不丟失的參數(shù)數(shù)據(jù)。EEPROM數(shù)據(jù)讀取流程圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 EEPROM讀取流程圖</p><p>　　ISP/IAP 數(shù)據(jù)寄存器ISP_DATA：ISP/IAP 操作時的數(shù)據(jù)寄存器，ISP/IAP 從Flash 讀出數(shù)據(jù)放在此處，向Flash 寫的數(shù)據(jù)也放在此處。</p><p>　　ISP/IAP 地址寄存器ISP_ADD

82、RH 和ISP_ADDRL：用于存放EEPROM 要尋址的地址，復位后為0000H。</p><p>　　ISP/IAP 命令寄存器ISP_CMD：用于選擇EEPROM 的模式。</p><p>　　ISP/IAP 命令觸發(fā)寄存器ISP_TRIG：操作時的命令觸發(fā)寄存器。在ISPEN（ISP_CONTR.7）=1 時，對ISP_TRIG 先寫入5Ah好，在寫入A5h，ISP/IAP 命令才

83、會生效。</p><p>　　ISP/IAP 命令寄存器ISP_CONTR：用于配置ISP/IAP。</p><p>　　STC內(nèi)部EEPROM地址如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 STC內(nèi)部EEPROM部分地址</p><p><b>　　4.4液晶顯示模塊</b></p><p>

84、;　　本系統(tǒng)為了方便現(xiàn)場觀察數(shù)據(jù)和調(diào)試，加上了液晶顯示。這里液晶采用4.3寸TFT觸摸屏。通過取字幕軟件可以提取漢字、字母、圖形的編碼，然后通過彩屏顯示。本系統(tǒng)主要用液晶實時顯示線圈狀態(tài)和寄存器的值。</p><p>　　TFT驅(qū)動模塊的操作主要分為兩種，一是對控制寄存器的地址寫入，二是對數(shù)據(jù)的讀寫操作；A0控制線的高低電平狀態(tài)來區(qū)別當前的總線操作是對控制寄存器的地址寫入還是對所指向的寄存器進行數(shù)據(jù)操作：當A0為

85、低電平時，表示當前的總線操作是對控制寄存器的地址進行操作；當A0為高電平時，表示為對數(shù)據(jù)寫入/讀出操作，如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 液晶讀寫流程圖</p><p>　　TFT驅(qū)動模塊內(nèi)部有控制寄存器，用戶在使用TFT驅(qū)動模塊之前以及對其進行操作過程當中，需要對一些寄存器進行寫操作以完成對LCD的初始化，或者是完成某些功能的設置（如當前顯存操作地址設置等）。</p&

86、gt;<p>　　對控制寄存器進行操作前，需要先對控制寄存器地址進行寫入操作，以指明接下去的數(shù)據(jù)操作是針對哪一個寄存器的。操作的步驟如下： </p><p>　　1、在A0為低電平的狀態(tài)下，寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，該字節(jié)為寄存器地址。</p><p>　　2、在A0為高電平的狀態(tài)下，寫入兩個字節(jié)數(shù)據(jù)，第一字節(jié)為高八位，第二字節(jié)為低八位；如要讀出指定寄存器的數(shù)據(jù)，則需要連續(xù)三次讀操

87、作方能完成一次讀出操作，第一個字節(jié)為無效數(shù)據(jù)，第二字節(jié)為高八位，第三字節(jié)為低八位。</p><p>　　TFT驅(qū)動模塊的控制寄存器當中，最常被調(diào)用的是寄存器除了對顯存操作的0x02寄存器外，還有當前顯存地址的寄存器display RAM bus address counter (AC)，一共由兩個的寄存器組成，分別存放有Y Address和X Adderss，表示當前對顯存數(shù)據(jù)的讀寫操作是針對于該地址所指向的顯存

88、單元；而每一個顯存單元在前面已經(jīng)用圖示意過，每個單元有16位，最高的5位為R（紅）的分量，最低的5位為B（藍）的分量，中間6位為G（綠）分量。如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5顯存單元示意圖</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1硬件調(diào)試</b></p&

89、gt;<p>　　5.1.1 主機電路板調(diào)試</p><p>　　根據(jù)主機電路原理圖焊接最小系統(tǒng)及JTAG調(diào)試接口，下載測試程序，發(fā)現(xiàn)CPU不能正常連接電腦編譯器，經(jīng)過仔細檢查發(fā)現(xiàn)將JTAG接口TDI引腳接入到STM32端口PA12上，正確接法應接到PA15端口上，此錯誤導致編譯器不能連接CPU下載程序調(diào)試，更正此錯誤后芯片連接正常，JTAG更正處如圖5.1所示。</p><p&

90、gt;　　圖5.1 JTAG更改的實物圖</p><p>　　系統(tǒng)能夠正常下載后，將電路板焊接完整，主機板整體調(diào)試，TFT觸摸屏顯示一張完整的圖片，發(fā)現(xiàn)Lm7805發(fā)熱嚴重，燙手，仔細查看原因，是由于主機系統(tǒng)加入了4.3寸TFT觸摸屏耗電量大，實測電流為290MA，電源供電芯片LM7805的靜態(tài)電流變化率為500MA，沒有加散熱片，才會有此現(xiàn)象，經(jīng)過考慮，本系統(tǒng)取消了Lm7805，直接將電源輸入降至5V，取消L

91、M7805后主機電路板電源電路如圖5.2所示，主控電路板經(jīng)過上述修改后正常運行。</p><p>　　圖5.2 取消lm7805后電源模塊電路</p><p>　　5.1.2 從機電路板調(diào)試</p><p>　　根據(jù)從機電路圖焊接最小系統(tǒng)及max3232串口芯片，通過串口下載測試程序，測試結(jié)果正常。將電路板焊接完整，測試整塊電路板功能，發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)不能正常讀取，檢查

92、發(fā)現(xiàn)溫度檢測芯片封裝出現(xiàn)問題，VCC引腳與GND引腳接反，重新?lián)Q過DS18B20，更改DS18B20安裝方向后，數(shù)據(jù)讀取正常。更改后的DS18B20實物圖如圖5.3所示。</p><p>　　圖5.3 更改后的DS18B20實物圖</p><p><b>　　5.2軟件件調(diào)試</b></p><p><b>　　5.2.1調(diào)試平臺&l

93、t;/b></p><p>　　軟件調(diào)試也是此系統(tǒng)最關(guān)鍵的一步了，也是有難度的一步。本系統(tǒng)采用Keil4軟件編寫程序，調(diào)試，如圖5.4。</p><p><b>　　圖5.4 調(diào)試平臺</b></p><p><b>　　5.2.2調(diào)試問題</b></p><p>　　1、關(guān)于工程的建立：.C

94、、.h文件的處理。在程序編譯中會遇到不少關(guān)于這個的問題，其中有一些包含的問題，變量定義的問題，函數(shù)同名的問題，數(shù)據(jù)類型重定義的問題，不過經(jīng)過查找資料，一個一個解決了這個問題。</p><p>　　2、關(guān)于觸摸屏校準：本系統(tǒng)主機采用4.3寸TFT觸摸屏顯示通訊內(nèi)容，由觸摸屏確定MODBUS指令，觸屏校準是一個難題，系統(tǒng)開機讀取存儲器里校準好的校準值，不必每次開機進行校準。觸屏值不準將直接導致MODBUS指令錯誤，經(jīng)

95、過大量實驗測試，本系統(tǒng)使用的觸屏校準值是一個負值，由于數(shù)據(jù)存儲不能直接存負值，需要將校準值轉(zhuǎn)換成正數(shù)再存入存儲器，讀取時再轉(zhuǎn)換成負數(shù)，完成觸屏校準。</p><p>　　3、關(guān)于串口：本系統(tǒng)通訊總線采用RS232總線，一片MAX3232做主機通訊接口，另外三片作為從機通訊接口，RS232總線直接使用RS232電平通訊，在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)RS232通訊存在很大隱患，由于主機的RXD和TXD與從機的RXD和TXD是交

96、叉連接，主機發(fā)送MODBUS命令后，從機接收到數(shù)據(jù)，匹配地址后返回數(shù)據(jù)，地址只能匹配一個從機，只有一個從機能返回數(shù)據(jù)，而不返回數(shù)據(jù)的從機已經(jīng)將TXD數(shù)據(jù)線拉低，電平?jīng)_突，導致數(shù)據(jù)不能發(fā)出，主機接不到從機返回數(shù)據(jù)。經(jīng)過仔細分析MAX3232芯片，在三個從機TXD端接入一個二極管，同一時刻只允許一個從機的TXD數(shù)據(jù)端有效，問題得到解決。RS232通訊總線接口如圖5.5所示。</p><p>　　圖5.5 RS232通

97、訊總線接口圖</p><p>　　4、CRC校驗出了問題：本系統(tǒng)采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議，使用CRC校驗，調(diào)試時一直不能正常通訊，經(jīng)過仔細分析發(fā)現(xiàn)是CRC校驗出現(xiàn)問題，由于CRC高低字節(jié)顛倒，導致不能正常通訊，更正后通訊正常。</p><p>　　5、關(guān)于EEPROM：從機采用的是主控芯片內(nèi)部自帶的EEPROM，調(diào)試時出現(xiàn)保存數(shù)據(jù)后，上電讀取數(shù)據(jù)錯誤，仔細分析發(fā)現(xiàn)時EEPROM內(nèi)部

98、存儲地址錯誤，更正后數(shù)據(jù)正常保存。</p><p>　　6、調(diào)試中的協(xié)議問題：主機發(fā)送MODBUS命令數(shù)據(jù)幀，從機接收到錯誤數(shù)據(jù)幀，不能正常讀取MODBUS命令，仔細分析MODBUS協(xié)議，發(fā)現(xiàn)是從機定時器接收數(shù)據(jù)幀的時間設置不對，更正后通訊正常。</p><p><b>　　5.3調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　在對硬件和軟件綜合調(diào)試后，

99、經(jīng)上位機驗證，達到了本次設計要求。</p><p>　　可以實現(xiàn)讀寫寄存器的功能，參數(shù)的儲存達到要求，實時顯示寄存器的值，實時顯示從機采集到的溫度值。</p><p>　　主機控制板運行實物圖如圖5.6、5.7所示。</p><p>　　圖5.6 開機畫面</p><p>　　圖5.7 系統(tǒng)運行實物圖</p><p&g

100、t;　　主機系統(tǒng)運行時TFT液晶屏分別顯示三個從機的通信狀態(tài)、實時溫度、內(nèi)部寄存器的值，可通過參數(shù)設置按鈕進入?yún)?shù)設置界面，下置數(shù)據(jù)到從機。</p><p>　　從機控制板實時顯示溫度值，將采集到的溫度值存入MODBUS寄存器，供主機查詢，8個LED燈亮度分別反映MODBUS內(nèi)部寄存器模擬量，可通過按鍵操作修改MODBUS內(nèi)部寄存器值，從機控制板運行實物圖如圖5.8所示。</p><p>

101、　　圖5.8 從機控制板運行實物圖</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張友德，趙志英，涂時亮. 單片微型機原理、應用與實驗（第五版）[M]. 復旦大學出版社，2006.</p><p>　　[2] 朱大奇，鄔勤文，袁芳. 單片機原理[M]. 應用與實驗. 科學出版社，2009.</p>&l

102、t;p>　　[3] 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)[M]. 北京航空航天大學出版社，2005.</p><p>　　[4] 張鳳登. 現(xiàn)場總線技術(shù)及應用[M]. 科學出版社，2008.</p><p>　　[5] 崔堅，西門子工業(yè)網(wǎng)絡通訊指南[M]. 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[6] 工業(yè)標準通訊1944-19481-11期[J]</p>

103、<p>　　[7] MODBUS協(xié)議在串口通訊中的研究及應用[J]</p><p>　　[8] MODBUS RTU協(xié)議在s7-200中的應用[J]</p><p>　　[9] MODBUS通訊協(xié)議及編程[J]</p><p>　　[10] 工業(yè)以太網(wǎng)入門教程[J]</p><p>　　[11] 許立梓.微型計算機原理及應

104、用[M].機械工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[12] 劉樂善.微型計算機接口技術(shù)及應用[M].華中理工大學出版社.2000 </p><p>　　[13] 鄒逢興.計算機硬件技術(shù)基礎試驗教程[M].高等教育出版社.2000</p><p>　　[14] 周佩玲.16位微型計算機原理接口及其應用[M].中國科學技術(shù)大學出版社.2000 </p>

105、<p>　　[15] 吳秀清.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].中國科學技術(shù)出版社.2001</p><p>　　[16] 鄧亞平.微型計算機接口技術(shù)[M].清華大學出版社.2001</p><p>　　[17] 周航慈.單片機應用程序設計技術(shù)[M].北京航空航天大學出版社. 2002</p><p>　　[18] 謝宜仁.單片機實用技術(shù)問答[M].人

106、民郵電出版社.2002</p><p>　　[19] 李軍.51系列單片機高級實例開發(fā)指南[M].北京：北京航空航天大學出版社</p><p>　　[20] 曹琳琳,曹巧媛.單片機原理及接口技術(shù)[M].長沙：國防科技大學出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過此次畢業(yè)設計，我更進一步地

107、熟悉了單片機的結(jié)構(gòu)及掌握了單片機的工作原理和其具體的使用方法，了解了單片機程序設計與特點，同時也更加深入的掌握了單片機的相關(guān)知識。并且我懂得了單片機程序設計的基本思路，增強了實踐動手能力。除此以外，我還深深地認識到嚴謹、認真的科學態(tài)度在科學實驗中發(fā)揮的重要作用。</p><p>　　在畢業(yè)設計的過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的指導老師— 老師，她對我進行了無

108、私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。</p><p>　　感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，在論文的撰寫和排版的過程中提供

109、熱情的幫助。由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正!</p><p>　　附錄1 主機硬件原理圖</p><p>　　附錄2 從機硬件原理圖</p><p>　　附錄3 主機PCB實物圖</p><p>　　附錄4 從機PCB實物圖</p><p>　　附錄5 主機通訊程序代碼<

110、;/p><p>　　#include "stm32f10x_lib.h"</p><p>　　#include "Initial.h"</p><p>　　u8 slaveaddr=1;//從機地址</p><p>　　u8 USARTSendBuff[20]; //MODBUS數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)</p

111、><p>　　u8 USARTReciveBuff[64]={8,8,8,8,8,8,8,8,}; //MODBUS數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)</p><p>　　u8 PointRecive=0;//數(shù)據(jù)接收指針</p><p>　　u8 PointSend=0;//數(shù)據(jù)發(fā)送指針</p><p>　　u8 SendByteNum=0;//發(fā)送字節(jié)記數(shù)<

112、;/p><p>　　u8 ReciveByteNum=0;</p><p>　　u32 BoundValue;//波特率數(shù)值</p><p>　　Communication ValveData[]={</p><p><b>　　{0,},</b></p><p>　　{1,40,0,0,0,0,0,