communication-realization-between-pc-and-mcs51-scm-based-on-modbus-protocol(基于modbus协议的pc机和m.doc
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1、附录1:外文资料翻译出处:Faydor L Litvin, Alfonso Fuentes, Telecontrol equipment Transmission protocols, Peachpit Press, 2007基于MODBUS协议的PC机和MSC-51单片机之间的通信摘要:这篇文章讲述了一个可靠的方法去接收RTU(远方终端)方式的信息帧12,它是通过使用MSCOMM控制,与在用VB6.0控制下的定时器相联系,这是根据信息的特征来确定的。 这种信息的开始与完成都是通过时间间隙长度来做记号的,它的长度一般是不会变的,而且用微机接收信息的过程通常都会被简短的描述一下。 此外,在这篇文
2、章中也讲述了PC和MSC-51 SCM(单片机) 的连接是通过使用RS-485 网络连接通信的。关键字:MODBUS(控制总线)协议; MSCOMM(微软商业) 控制; 串行通信1 前言目前,工业控制已经趋向集中控制和M&C (测量和控制)的分配测量、MODBUS 作为现在在工业应用领域最广泛的网络适用协议,已经被广泛的使用在电力仪器和M&C 系统使用一个PC作为主要装置,其他许多智能设备都是建立在微机的基础上,这样可以通过自己的从属装置串行端口和其他设备相互通信。主要装置和从属装置都是通过串行端口通信。在MODBUS M&C系统中错误信息的传送模式是远方终端(RTU) . 在RTU 方式下,
3、信息帧通常被默认间隔至少是3.5倍字符时间所分离.当帧的长度是可变的时,在分析了MODBUS协议和MSCOMM控制性能的基础上, 这篇文章还为PC和智能设备之间提供了一个非常有效的RTU通信方式,而且还包括了一些过程提示.2 MODBUS协议的产生少量公司在1979年被Schneider Automation 合并时,已经开展了MODBUS协议,当时在世界上这个协议已经变成了在工业领域最不相关的信息协议。 为了确定工业通信标准对外开放, Schneider Electric 已经在2004年4月将MODBUS版权交给了MODBUS-IDA. 瞄准了工业通信的进展, MODBUS-IDA是一个在
4、2002年被MODBUS组织和IDA组织建立的非营利的组织. 在2004年的九月份,该协议已经被IEC使用作为PAS(公共利用特权).MODBUS是一个合法的信息协议,定位在OSI模例的7级,是提供了”客户机/服务器”通信在装置连接在不同类型的总线上或网络上, 如TCP/IP , RS-232 , RS- 485 , MODBUS正偏差. 因此, 每种类型的装置都可以使用MODBUS 协议去进行一个远程的操作,甚至不同的公司产品.MODBUS 协议规定了一个不管在什么总线上或网络上的简单信息帧结构. 它是这样描述的: 控制程序的过程是如何去询问其它装置的, 怎样去响应其它的询问和怎样去感知错误
5、并注意. MODBUS 网络标准是使用RS-232 兼容性的串行接口界面. 它规定了引脚, 电缆, 信号比特,波特率和奇偶校验. 控制器可以将总线直接或通过MODBUS 装置和其他的主从装置一一通信. 主要装置可以寻址一个从属装置, 或者引用一个广播信息给所有的从属装置. MODBUS 标准的网络使用二分之一上午传送类型的方式: ASCII方式, 或者远方终端方式. 为了和SCM通信,通常使用RTU 方式, 它的开始和结束都有一个默认间隙. 一个典型的RTU 帧由”从属寻址(1 ) , 功能代码(1 byte) , CRC(2 byte )”组成. MODBUS 协议需要控制器必须知道从属装置
6、的寻址,而且能够根据调入寻址, 判别信息和响应.3 PC 和MCS-51 SCM 通信的硬件连接一个多路的异步串口通常由RS-485总线完成. 当这些连接在PC上的串口是RS-232的, SCM 上的接口是TTL水平. 因此,在PC和SCM 替换为RS-485 是必须有一个转接,这也是为了通信. 在TTL和RS-485之间的转换芯片是MAX485. 图A1.1 PC和SCM的连接4用PC和MCS-51 单片机接受实现MODBUS远方终端信息帧4.1 MODBUS 远方终端信息帧的定义MODBUS 协议定义PDU 的三种类型, 它可以查询PDU(数据协议单元),响应PDU 和错误响应PDU .
7、但是实际的传输信息帧是ADU (应用数据单元) , ADU 就是MODBUS 协议在特定的总线或网络下,将驱动器字母分配给特定的逻辑磁盘驱动器. 在RS-485 总线下,一个典型的ADU是”寻址代码(1 bytes) +PDU+CRC校验(2 bytes)” 表A1 典型 RTU信息帧结构表格1说明了典型的RTU 信息帧(没有开始间隔时间区段和结束间隔时间区) . RTU 信息开始必须至少有个3.5倍字节时间的默认间隔. 第一被连接的是从属装置, MODBUS 装置没有专门的寻址,只有从属装置才有寻址. 这种寻址在MODBUS 串口总线上必须是唯一的, 0 寻址就是作为广播寻址被保留. 所有从
8、属装置指令必须能够识别广播寻址。 有个别的从属装置被分配寻址在1247 范围之内。 当一个从属装置返回它的响应时,在信息编址区段置入它的寻址去让主要装置知道哪个从属装置做出了响应。 MODBUS 数据的功能代码区段是被定义在一个字节之内, 有效代码是在1255之间。 当一个信息从一个客户程序发送到一个主机时,功能代码区段会告诉主机该做出什么样的反应。 功能代码“0”是无效的。 当主机对客户段做出反应时,它利用功能代码段去指示正常响应或一些中断响应。 作为一个正常响应,主机简单地应答原始的功能代码。 作为一个中断响应,主机通过PDU 的有效字节去返回原来的功能代码段。 在数据区段,两个字节的数据
9、先发送高字节, 后发送低字节。 MODBUS 网络使用两种方法检查错误:奇偶校验必须用在每个字节里。 帧结构校验必须用在整个信息里。奇偶校验是定向于在RTU 方式中的每个字节。 其RTU 是由1个开始字节,8个数据字节, 1个奇偶校验完成字节和一个停止字节组成的。 被默认的奇偶校验必须适合于任何一个奇偶校验, 其目前是为了确定和其它的机子有最大程度的兼容性, 它时常也支持没有奇偶校验方式。没有奇偶校验的要两个终止字节。 在传送方式中有两种帧结构校验。 RTU或ASCII 在RTU方式中, 信息包括一个错误校验区段, 它是建立于CRC(循环冗余校验方法)的基础之上的。 通常当使用CRC校验时,也
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