基于MODBUS總線高壓軟起動裝置液晶顯示界面的設計

2：對以上測試碼分別進行說明：

（1）：召喚發(fā)送，參數(shù)設置功能：即控制器（DSP）與液晶屏（430）之間的通訊，是雙向的。

00 06

00 00 00 0C 1E 88

以上這段代碼是DSP傳給430的召喚代碼，含義（代碼從左到右）是：00：設備代碼。本系統(tǒng)中從設備只有高壓軟起動裝置液晶操控板一個設備，故設備代碼設置為00。06：功能碼，實現(xiàn)何種功能（本例中，06是雙向召喚發(fā)送功能，實現(xiàn)參數(shù)設置；03功能碼實現(xiàn)電壓、電流監(jiān)測功能；02功能碼實現(xiàn)故障顯示功能）。00 00：是起始地址的高八位、低八位。00 0C：是DSP要求430回傳字節(jié)的個數(shù)（不包括設備代碼、功能碼、數(shù)據(jù)個數(shù)代碼、和校驗代碼），00是個數(shù)的高八位、0C是個數(shù)的低八位，0C是十六進制（轉(zhuǎn)換成十進制是12，12是從“起動時間、額定電流——備用 3”的個數(shù)），1E 88：是CRC校驗碼。當DSP給430傳

整個消息幀必須作為一連續(xù)的流轉(zhuǎn)輸。如果在幀完成之前有超過1.5個字符時間的停頓時間，接收設備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個新消息的地址域。同樣地，如果一個新消息在小于3.5個字符時間內(nèi)接著前個消息開始，接收的設備將認為它是前一消息的延續(xù)。這將導致一個錯誤，因為在最后的CRC域的值不可能是正確的。所以在通訊端口初始化時，Timer1定時間隔設置為500ms。

2.4 MODBUS的CRC校驗原理

CRC校驗實現(xiàn) MODBUS通信的RTU模式中，規(guī)定信息幀的最后兩個字節(jié)用于傳遞CRC（Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余校驗）碼。發(fā)送方將信息幀中地址域、功能碼、數(shù)據(jù)域的所有字節(jié)按規(guī)定的方式進行位移并進行XOR（異或）計算，即可得到2字節(jié)的CRC碼，并把包含CRC校驗碼的信息幀作為一連續(xù)的流進行傳輸。接收方在收到該信息幀時按同樣的方式進行計算，并將結(jié)果同收到的CRC碼的雙字節(jié)比較，如果一致就認為通信正確，否則認為通信有誤，從站將發(fā)送CRC錯誤應答。 RTU模式一般采用CRC-16冗余校驗方法，CRC-16的校驗碼為16位（2字節(jié)），其中低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。實現(xiàn)CRC校驗有兩種方法：根據(jù)CRC校驗的定義公式進行計算，或者在程序中建立CRC校驗值表。在程序中使用前者更容易實現(xiàn)，這里需要使用CRC生成多項式X16＋X15＋X2＋1。該多項式對應的碼組系數(shù)為18005H（16進制），去除最高位，對應的16位余數(shù)為8005H，即為CRC-16常數(shù)。CRC-16校驗過程如下：將CRC寄存器的每一位預置為1；把該寄存器值與8bit的信息幀數(shù)據(jù)進行異或，結(jié)果存于該寄存器；對CRC寄存器從高到低進行移位，在最高位（MSB）的位置補零，而最低位（LSB，移位后已經(jīng)被移出CRC寄存器）如果為1，則把寄存器與CRC-16常數(shù)進行異或，否則如果LSB為零，則無需進行異或。重復上述的由高至低的移位8次，第一個8bit數(shù)據(jù)處理完畢，用此時寄存器的值與下一個8bit數(shù)據(jù)異或并進行如前一樣的8次移位。所有的字符處理完成后CRC寄存器內(nèi)的值即為最終的CRC值。CRC添加到消息中時，先加入低字節(jié)，然后高字節(jié)。RTU模式的傳輸格式是1個數(shù)據(jù)位，2個停止位，沒有奇偶校驗位。通信數(shù)據(jù)安全由控制參數(shù)CRC-16碼保證。RTU接收設備依靠接收字符間經(jīng)過的時間判斷一幀的開始，如果經(jīng)過3個半的字符時間后仍然沒有新的字符或者沒有完成幀，接收設備就會放棄該幀，并設下一個字符為新一幀的開始，應用程序中，MODBUS協(xié)議通信由通訊子模塊實現(xiàn)，包含CRC-16計算與驗證、信息幀的編制和分解。

3 MODBUS通訊應用

下面是基于單片機MSP430F149為主芯片的高壓軟起動裝置液晶操控板，以此為例來說明MODBUS通訊的應用。MODBUS通訊主設備是DSP控制器，從設備是高壓軟起動裝置液晶操控板。

3.1 液晶操控板MODBUS通訊測試碼

/*****************************MODBUS通訊測試碼*****************************

召喚發(fā)送：

00 06

00 00 00 0C 1E 88

電壓、電流監(jiān)測功能：

00 03

1C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0D 8D

故障顯示功能：

00 02

18 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 20 34

*****************************MODBUS通訊測試碼*****************************/

2：對以上測試碼分別進行說明：

（1）：召喚發(fā)送，參數(shù)設置功能：即控制器（DSP）與液晶屏（430）之間的通訊，是雙向的。

00 06

00 00 00 0C 1E 88

以上這段代碼是DSP傳給430的召喚代碼，含義（代碼從左到右）是：00：設備代碼。本系統(tǒng)中從設備只有高壓軟起動裝置液晶操控板一個設備，故設備代碼設置為00。06：功能碼，實現(xiàn)何種功能（本例中，06是雙向召喚發(fā)送功能，實現(xiàn)參數(shù)設置；03功能碼實現(xiàn)電壓、電流監(jiān)測功能；02功能碼實現(xiàn)故障顯示功能）。00 00：是起始地址的高八位、低八位。00 0C：是DSP要求430回傳字節(jié)的個數(shù)（不包括設備代碼、功能碼、數(shù)據(jù)個數(shù)代碼、和校驗代碼），00是個數(shù)的高八位、0C是個數(shù)的低八位，0C是十六進制（轉(zhuǎn)換成十進制是12，12是從“起動時間、額定電流——備用 3”的個數(shù)），1E 88：是CRC校驗碼。當DSP給430傳

00 06

00 00 00 0C 1E 88

代碼時，430先將這8個字節(jié)保存到一個臨時數(shù)組RX[]中，然后分別對這8個字節(jié)進行判斷（1E 88是校驗查表得出來的代碼），如果檢驗正確，就會把要回傳給DSP的字節(jié)放到can_s[]數(shù)組中發(fā)出去，發(fā)送到DSP。以下代碼就是430接到

00 06

00 00 00 0C 1E 88

判斷正確后，回傳給DSP的代碼。00 06：是設備代碼、功能碼。18：回傳的字節(jié)個數(shù)（十六進制18就是十進制24）。B6 8F是回傳的校驗代碼。中間的24個字節(jié)（00），每兩個字節(jié)（00）分別對應“起動時間、額定電流——備用 3”，之所以全是00 ，是因為沒有設置參數(shù)，在液晶屏上設置參數(shù)，相應的高低位也跟著變化。

00 06

18 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 B6 8F

（2）：電壓、電流監(jiān)測功能：

00 03

1C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 0D 8D

同理00 03 1C是設備地址、功能碼、DSP傳給430的數(shù)據(jù)個數(shù)（1C是十六進制，轉(zhuǎn)為十進制是28，包括1C在內(nèi)，不包括00 03 0D 8D）。當430接收到

00 03

1C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0D 8D

時，會將接收到的字節(jié)分別存到可用數(shù)組里，在利用可用數(shù)組進行顯示。

DSP下傳：

00（設備代碼）03（功能碼）1C（個數(shù)14*2） 00H（電壓高位）00L（電壓低位）

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

00H（備用12高位）00L（備用12低位）CRCH（高位）CRCL（低位）

（3）：故障顯示功能：

00 02

18 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01

01 01 01 20 34

同理00 02 18是設備地址、功能碼、DSP傳給430的數(shù)據(jù)個數(shù)（18是十六進制，轉(zhuǎn)為十進制是24，包括18算內(nèi)，不包括00 02 20 34）。當430接收到

00 02

18 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 20 34

時，會將接收到的字節(jié)分別存到可用數(shù)組里，在利用可用數(shù)組進行顯示。

DSP下傳：

00（設備代碼）02（功能碼）18（個數(shù)） 00（啟動中）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。00（三相不平衡）CRCH（高位）CRCL（低位）

高壓軟起動裝置液晶操控板

高壓軟起動裝置液晶操控板

結(jié)語

由于MODBUS串行通訊技術(shù)有著實現(xiàn)簡便、系統(tǒng)集成費用低以及通訊距離遠（RS485/422）等特點，所以，在各個行業(yè)的應用也都很廣泛。MODBUS通訊在現(xiàn)場給調(diào)試人員及編程人員也帶來很大方便。因此，伴隨著多種通訊方式可以融合并存的發(fā)展趨勢，MODBUS串行通訊技術(shù)仍會保持廣泛的應用前景。