工控中常常需要查詢體系的作業(yè)狀況或許批改作業(yè)參數(shù)。觸摸屏能夠直觀、生動地顯現(xiàn)作業(yè)參數(shù)和作業(yè)狀況，并且經(jīng)過觸摸屏畫面能夠直接批改體系作業(yè)參數(shù)，人機交互性好。單片機廣泛運用于工控范疇中，與觸摸屏協(xié)作，可構(gòu)成杰出的人機交互環(huán)境。觸摸屏和單片機通訊，需要依據(jù)觸摸屏選用的通訊協(xié)議為單片機編寫相應(yīng)的通訊程序。Modbus協(xié)議是美國Modicon公司推出的一種有用支撐操控器之間以及操控器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間進行通訊的協(xié)議。這篇文章以PIC16F877單片機和人機電子有限公司的eView MT510T型觸摸屏為例，介紹其通訊程序的開發(fā)進程。
1 體系構(gòu)造
完畢觸摸屏與單片機的通訊，首要是處理通訊協(xié)議的疑問。這篇文章運用翻開的Modbus通訊協(xié)議，以觸摸屏作主站，單片機作從站。eView觸摸屏本身支撐Modbus通訊協(xié)議，假定單片機也支撐Modbus協(xié)議，就能夠進行通訊了。觸摸屏與單片機之間選用的RS-232C兼容接口直接聯(lián)接，傳輸速率設(shè)置為9600kb/s。圖1為該體系的電路圖。
將PIC16F877單片機RC6、RC7口設(shè)置為異步串行通訊方法，經(jīng)過MAX232芯片將TTL電平改換為RS232電平，再與eView觸摸屏plc[RS-232]接口相連，即完畢了硬件聯(lián)接。eView觸摸屏PLC[RS-232]接口的管腳2為TXD，管腳3為RXD。
2 Modbus通訊協(xié)議介紹
Modbus通訊協(xié)議是一種串行的主從通訊協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)里僅有一臺設(shè)置可作為主機（稱Master），其它設(shè)備作為從機（稱Slaver），主機不需編號，從機有必要編號。協(xié)議界說了主機查詢及從機應(yīng)對的信息幀格局。通訊時，主機首要向從機宣告懇求信息，契合相應(yīng)地址碼的從機接納通訊指令，并除掉地址碼，讀取信息，假定沒有犯錯，則施行相應(yīng)的使命，然后把施行效果返給主機。若從機接納到的校驗碼與本機核算的紛歧樣，則闡明數(shù)據(jù)在通訊進程中呈現(xiàn)過錯，從機把這次懇求視為無效，功用代碼將被批改以用于指出答復(fù)音訊是過錯的，一同數(shù)據(jù)段包含了描寫此過錯信息的代碼。當主機收到這一信息時，會從頭發(fā)送懇求信息。校驗方法分為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，這兒選用CRC校驗方法。
信息傳輸為異步方法，并以字節(jié)為單位。主從站之間通訊的字格局如表1所示。
表1 通訊的字格局
| 字格局（串行數(shù)據(jù)） | 10位二進制 |
| 開端位 | 1位 |
| 數(shù)據(jù)位 | 8位 |
| 奇偶校驗位 | 無 |
| 接連位 | 1位 |
Modbus協(xié)議可支撐ASCII碼或二進制格局的數(shù)據(jù)傳輸。ACSII碼方法下每一個字節(jié)數(shù)據(jù)分兩個字節(jié)傳送，二進制方法下用一個字節(jié)傳送，為了削減量據(jù)傳輸量，通常選二進制數(shù)據(jù)方法。各個區(qū)容許發(fā)送的字節(jié)均為16進制的0～9，A～F。二進制信息幀標準構(gòu)造為：
初始構(gòu)造 ≥4字節(jié)的時刻
地址碼 1字節(jié)
功用碼 1字節(jié)
數(shù)據(jù)區(qū) N字節(jié)
過錯校驗 16位CRC碼
完畢構(gòu)造 ≥4字節(jié)的時刻
二進制方法中，信息開端起碼需要3.5個字符的接連時刻，依據(jù)運用的波特率，很簡略核算這個接連時刻。發(fā)送完畢竟一個字符后，也有一個起碼3.5個字符的接連時刻，然后才華發(fā)送一個新的信息。網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備接連監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上的信息，包含接連時刻。
3 單片機與觸摸屏地址的對應(yīng)聯(lián)絡(luò)
eView觸摸屏只支撐Bit和Word地址類型，而實習(xí)的單片機或其它操控器還有Byte、Double Word等標明方法，因而在進行通訊時，需要把單片機和觸摸屏的數(shù)據(jù)進行改換。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。其間，LW標明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標明讀取的是操控器的輸出信號；1x標明讀取的操控器的輸入信號;3x和4x指操控器的寄存器地址類型，其間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，起輔佐效果。運用這些讀取地址的設(shè)備類型，觸摸屏即可顯現(xiàn)或設(shè)定操控器寄存器或I/O口的數(shù)值。以“數(shù)值輸入”元件為例，經(jīng)過“小鍵盤”輸入數(shù)據(jù)即可設(shè)置單片機寄存器或I/O口的數(shù)值。假定主張了“觸發(fā)地址”，那么當被觸控時，輸入的數(shù)據(jù)就被寄存到了指定的單片機地址中。
4 通訊程序的開發(fā)
觸摸屏與單片機的通訊程序選用PIC單片機C言語編寫。編譯東西挑選Hitech公司的PICC編譯器。程序共分三大模塊，即初始化模塊、數(shù)據(jù)接納模塊以及數(shù)據(jù)處理及發(fā)送模塊。主程序流程圖如圖2所示。
PIC16F877單片機USART功用模塊帶有一個八位的波特率發(fā)作器BRG，BRG支撐USART的同步和異步作業(yè)方法。用SPBRG寄存器操控一個獨立的八位守時器的周期。在異步方法下，發(fā)送狀況/操控寄存器TXSTA的BRGH位（即D2）被用來操控波特率。對串行口進行的初始化如下：
GIE=1; %大局接連容許;
SPBRG=25; %設(shè)置波特率為9600；
TXSTA=0x04； %挑選異步高速方法；
RCSTA=0x80; %容許同步串行口作業(yè)；
RTISC6=1；
TRISC7=1； %將C口的RC6和RC7設(shè)置為異步串行通訊方法；
PFIE=1; %外圍接口接連容許；
RCIE=1; %USART接納接連容許；
TXIE=1; %USART發(fā)送接連容許；
數(shù)據(jù)接納模塊由一個接連函數(shù)構(gòu)成。該接連函數(shù)將觸摸屏發(fā)來的Modbus數(shù)據(jù)幀存儲在一個自界說的數(shù)組中，當一幀數(shù)據(jù)接納完時，置接納完畢象征位為1，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理及發(fā)送模塊。串行通訊接納器的基地是接納移位寄存器RSR，當接納到接連時，假定RCREG緩沖器為空，RSR就把接納到的數(shù)據(jù)送入RCREG。傳送完畢后，接納接連象征位RCIF被置1。實習(xí)的接連是不是被CPU照應(yīng)，能夠經(jīng)過設(shè)置外圍接口接連容許寄存器PIE1的接連容許位RCIE來操控。
數(shù)據(jù)處理及發(fā)送模塊施行Modbus協(xié)議功用碼對應(yīng)的運用。eView觸摸屏與單片機以Modbus協(xié)議通訊，用到的Modbus功用碼如表2所示。
表2 通訊程序用到的功用碼
| 功用碼 | eView地址稱謂 | 含 義 | 作 用 |
| 01 | 0x | 讀開關(guān)量輸出 | 讀取一路或多路開關(guān)量輸出狀況 |
| 03 | 4x | 讀堅持寄存器 | 讀取一個或多個堅持寄存器的數(shù)據(jù) |
| 05 | 0x
1x | 寫開關(guān)量輸出 | 強置一路繼電器的“分/合”輸出 |
| 16 | 3x
4x | 預(yù)置多寄存器 | 把詳細的數(shù)據(jù)裝入一組銜接的堅持寄存器 |
以Modbus功用碼03為例來闡明觸摸屏及單片機的實習(xí)通訊數(shù)據(jù)格局。如單片機地址編號為01H，觸摸屏需要查看單片機中地址為0031H的寄存器的值，發(fā)送指令格局如表3所示。
表3 觸摸屏發(fā)送數(shù)據(jù)構(gòu)造
| 數(shù)據(jù)段稱謂 | 數(shù)據(jù)值 |
| 地址 | 01 |
| 功用碼 | 03 |
| 讀取地址高位 | 00 |
| 讀取地址低位 | 31 |
| 讀取數(shù)據(jù)個數(shù)高位 | 00 |
| 讀取數(shù)據(jù)個數(shù)低位 | 01 |
| CRC校驗碼高位 | D5 |
| CRC校驗碼低位 | C5 |
假定單片機中地址為0031H的寄存器接連為05H，則單片機的回復(fù)指令如表4所示。
表4 單片機應(yīng)對數(shù)據(jù)構(gòu)造
| 數(shù)據(jù)段稱謂 | 數(shù)據(jù)值 |
| 地址 | 01 |
| 功用碼 | 03 |
| 讀取字節(jié)數(shù) | 02 |
| 寄存器數(shù)據(jù)高位 | 00 |
| 寄存器數(shù)據(jù)低位 | 05 |
| CRC校驗碼高位 | 78 |
| CRC校驗碼低位 | 47 |
當波特率抵達38400kb/s時，通訊依然安穩(wěn)牢靠。本體系具有聯(lián)接電路簡略、組態(tài)活絡(luò)、通訊牢靠性高檔特征，并已成功運用于物料挑選操控體系項目中。因為Modbus通訊協(xié)議的翻開性的特征，國外進口操控器串行通訊大者支撐該協(xié)議，因而這篇文章所完畢的選用Modbus協(xié)議的串行通訊具有廣泛的運用價值。
