利用MOD—BUS通信协议构建集散控制系统实现触摸屏与单片机的通信
随着触摸屏的应用和产量的增加，价格下降。因而有可能使用触摸屏作为单片机控制设备的键盘和显示装置，提高单片机控制设备的档次。触摸屏与plc联合使用时，触摸屏的主要功能是：
①显示plc输入，输出端13或辅助继电器的开关状态。
②用触摸按键强制plc输入，输出端口或辅助继电器的开／关。
③显示plc中定时器、计数器和数据寄存器的内容。
④用触摸屏键盘把设定数据送入plc的数据寄存器中。
可规纳成触摸屏与plc问对应地址的数据位、字的读和写。因此可以利用mod—bus通信协议来实现触摸屏与单片机的通信和控制，或触摸屏与多台单片机通信，构成一个集散控制系统。
1 触摸屏与单片机的硬件联接
采用mt500触摸屏与at89c52单片机一对一通信。把触摸屏的plc232 9针插座与带有rs232接口的at89c52单片机相连接。如图1所示。注意：通信电缆db9是2-2、3—3、5-5。
这种接法的电缆也可用于与pc机通信或做通信摸拟。作pc机通信时在连接pc机端的db9短接4—6、7—8。由于at89c52单片机无rs232接口，因此需要扩展一片max232，把rxd、t×d的ttl电平转换成rs232电平。
图1 触摸屏与单片机通信联接方法
2 建立触摸屏与单片机的内部存储器地址对应关系
打开触摸屏组态软件，从[编辑]下拉菜单中选[系统参数]，弹出如图2所示参数设置对话框。触摸屏的系统参数中plc类型设置成modbus rtu，通信参数设置必需与单片机通信参数设置一致。通信口类型设置成rs232，数据位设置成8位，1个停止位，波特率9600，校验位设置与单片机编程一致，plc站号是单片机定义的站地址一样，站号需从1开始。参数设置完成，按确定键。
图2参数设置对话框
这时触摸屏的可操地址范围如表1所示。
表1 触摸屏在设置成modbus rtu摸式时可操作地址范围
ox1—ox9999、1×1—1x9999用于位操作的存储器，3xl一3x9999、4xl一4x9999用于字操作的存储器。lxl一1x9999作为输入节点（只读）位操作的存储器，用作触摸屏上的位状态指示灯。oxl～ox9999可读可写，可作位状态指示灯、按键、触发控制摸位等。3xl-3x9999作为输入数据存储器，可作触摸屏中的数值显示元件和多状态指示灯等。4xl一4x9999可读可写，可作触摸屏中的数值输入元件和多状态设定元件等。其地址采用十进制数表示。oxo、lx0、3xo、4x0不可使用，否则编译时会出错。
在单片机中可自由定义分配与触摸屏相对应的寄存器地址。
如假设p2、p3口为输入口，p0、p1为输出口。为了便于单片机编程，可以把p2、p3口的引脚状态映射到20h、21h，与触摸屏lxl一1x16相对应。把p0、p1输出口数据存到寄存器22h、23h，与触摸屏0xl一0x16相对应。24h一28h作为位操作存储区，与触摸屏0x16-1x56相对应。把30h-3f：h设置成8个数据显示寄存器，与触摸屏3xl-3x8相对应。把40h一4fh设置成8个数据设置寄存器，与触摸屏4x1-4x8相对应。这样可列出触摸屏与单片机通信地址对应表，位地址如表2所示。字地址如表3所示。
表2摸屏与单片机通信位地址对应表
表3摸屏与单片机通信字地址对应表
3 触摸屏组态软件编辑
打开触摸屏组态软件，先按上述方法设置[系统参数]，光标移到[窗口／元件选择列表框]，单击鼠标右键，新建一个窗口，按要求填写对话框。按确定键，出现一个编辑窗，下面以设置一个位状态显示元件（指示灯）和一个数值显示元件（数据显示窗）为例，说明触摸屏编辑的地址与单片机内的地址建立相互联系的方法。现以要显示单片机中位20h（24h.0）的状态和显示40h、41h的数值为例。把鼠标点击元件工具箱中的元件图或从菜单[元件]的选项中拖出一个位状态指示元件。并弹出位状态显示元件属性对话框。
在读取地址栏[设备类型]中选0x，[设备地址]写入17，见表2，0x17对应20h，选择适当的图形、标签、大小和位置。按确定键。对话框消失，在编辑窗口出现一个位状态显示元件l1。一旦建立了正确的通信关系，则这个位状态显示元件的不同显示状态反应了单片机中位20h状态的变化。
把鼠标点击元件工具箱中的元件图或从菜单[元件]的选项中拖出一个数值显示元件。并弹出数值显示元件属性对话框。如图3所示。
图3数值显示元件一性对话框
在读取地址栏[设备类型]中选叙，[设备地址]写入1，见表3，3xl对应40h（高位），41h（低位），选择适当的图形、标签、大小和位置。按确定键，对话框消失。
在编辑窗口出现一个数值显示元件，一旦建立了正确的通信关系，则这个数值显示元件显示单片机中位40h（高位），41h（低位）的数值。
4 modbus rtu（远程终端设备）通信协议简介
触摸屏与单片机通信是主从通信方式，触摸屏是主机，单片机是从机。触摸屏根据画面编辑的控件，不断发送位、字的读或写的指令。单片机不断应答指令。
本文介绍modbus rtu通信格式，字符帧由8个数据位，1个起始位，1个停止位，1个奇偶校验位（当不采用校验位时，则设置2个停止位）。发送或接收每个字节，必需经过一次crc出错校验运算。运算方法详见参考文献。
一个指令帧由从机地址、功能码、数据域和crc校验码组成。数据域由读、写位或字数据的十六位首地址（高位在前，低位在后）、十六位操作数（高位在前，低位在后）、最后为十六位crc校验码（低位在前，高位在后）。发送或接收前后必需有大于3.5ms的延时，以示一个指令帧的开始或结束。地址码和功能码均为一个字节。
下面举例说明用modbus rtu通信协议的通信格式：
1）读触摸屏指定首地址0x17对应单片机中首地址20h的一个字（十六位）的位状态。
触摸屏发送通信格式：
单片机应答通信格式：
触摸屏位地址0x17对应单片机首地址24h.0，回送24h.
0～20h.7，25h.0-25h.7，十六位状态。
2）读触摸屏指定首地址4xl对应单片机中首地址40h的一个字（40h。41h）的数值。
触摸屏发送通信格式：
单片机应答通信格式：
3）将触摸屏指定地址位0x18对应单片机中21h（24h.1）位置1或清零。
触摸屏发送通信格式：
单片机应答通信格式：
表中置位命令0ff00h为置1，0000h为清零。
4）将触摸屏指定首地址4x2对应单片机中首地址42h的一个字42h，43h写入一个设定值oal64h。
触摸屏发送通信格式：
单片机应答通信格式：
用类似的方法，根据项目要求，选择控件和编辑控件属性。
建立触摸屏与单片机的地址联系，按照modbus协议编写单片机与触摸屏的通信程序。则可实现用触摸屏显示单片机中位状态变化，设定数值或显示数值。
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①显示plc输入，输出端13或辅助继电器的开关状态。
②用触摸按键强制plc输入，输出端口或辅助继电器的开／关。
③显示plc中定时器、计数器和数据寄存器的内容。
④用触摸屏键盘把设定数据送入plc的数据寄存器中。
可规纳成触摸屏与plc问对应地址的数据位、字的读和写。因此可以利用mod—bus通信协议来实现触摸屏与单片机的通信和控制，或触摸屏与多台单片机通信，构成一个集散控制系统。
1 触摸屏与单片机的硬件联接
采用mt500触摸屏与at89c52单片机一对一通信。把触摸屏的plc232 9针插座与带有rs232接口的at89c52单片机相连接。如图1所示。注意：通信电缆db9是2-2、3—3、5-5。
这种接法的电缆也可用于与pc机通信或做通信摸拟。作pc机通信时在连接pc机端的db9短接4—6、7—8。由于at89c52单片机无rs232接口，因此需要扩展一片max232，把rxd、t×d的ttl电平转换成rs232电平。
图1 触摸屏与单片机通信联接方法
2 建立触摸屏与单片机的内部存储器地址对应关系
打开触摸屏组态软件，从[编辑]下拉菜单中选[系统参数]，弹出如图2所示参数设置对话框。触摸屏的系统参数中plc类型设置成modbus rtu，通信参数设置必需与单片机通信参数设置一致。通信口类型设置成rs232，数据位设置成8位，1个停止位，波特率9600，校验位设置与单片机编程一致，plc站号是单片机定义的站地址一样，站号需从1开始。参数设置完成，按确定键。
图2参数设置对话框
这时触摸屏的可操地址范围如表1所示。
表1 触摸屏在设置成modbus rtu摸式时可操作地址范围
ox1—ox9999、1×1—1x9999用于位操作的存储器，3xl一3x9999、4xl一4x9999用于字操作的存储器。lxl一1x9999作为输入节点（只读）位操作的存储器，用作触摸屏上的位状态指示灯。oxl～ox9999可读可写，可作位状态指示灯、按键、触发控制摸位等。3xl-3x9999作为输入数据存储器，可作触摸屏中的数值显示元件和多状态指示灯等。4xl一4x9999可读可写，可作触摸屏中的数值输入元件和多状态设定元件等。其地址采用十进制数表示。oxo、lx0、3xo、4x0不可使用，否则编译时会出错。
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如假设p2、p3口为输入口，p0、p1为输出口。为了便于单片机编程，可以把p2、p3口的引脚状态映射到20h、21h，与触摸屏lxl一1x16相对应。把p0、p1输出口数据存到寄存器22h、23h，与触摸屏0xl一0x16相对应。24h一28h作为位操作存储区，与触摸屏0x16-1x56相对应。把30h-3f：h设置成8个数据显示寄存器，与触摸屏3xl-3x8相对应。把40h一4fh设置成8个数据设置寄存器，与触摸屏4x1-4x8相对应。这样可列出触摸屏与单片机通信地址对应表，位地址如表2所示。字地址如表3所示。
表2摸屏与单片机通信位地址对应表
表3摸屏与单片机通信字地址对应表
3 触摸屏组态软件编辑
打开触摸屏组态软件，先按上述方法设置[系统参数]，光标移到[窗口／元件选择列表框]，单击鼠标右键，新建一个窗口，按要求填写对话框。按确定键，出现一个编辑窗，下面以设置一个位状态显示元件（指示灯）和一个数值显示元件（数据显示窗）为例，说明触摸屏编辑的地址与单片机内的地址建立相互联系的方法。现以要显示单片机中位20h（24h.0）的状态和显示40h、41h的数值为例。把鼠标点击元件工具箱中的元件图或从菜单[元件]的选项中拖出一个位状态指示元件。并弹出位状态显示元件属性对话框。
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触摸屏位地址0x17对应单片机首地址24h.0，回送24h.
0～20h.7，25h.0-25h.7，十六位状态。
2）读触摸屏指定首地址4xl对应单片机中首地址40h的一个字（40h。41h）的数值。
触摸屏发送通信格式：
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3）将触摸屏指定地址位0x18对应单片机中21h（24h.1）位置1或清零。
触摸屏发送通信格式：
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4）将触摸屏指定首地址4x2对应单片机中首地址42h的一个字42h，43h写入一个设定值oal64h。
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