文档介绍：经常需要观察系统的运行状态或者修改运行参数。触摸屏能够直观、生动地显示运行参数和运行状态,而且通过触摸屏画面可以直接修改系统运行参数,人机交互性好。单片机广泛应用于工控领域中,与触摸屏配合,可组成良好的人机交互环境。触摸屏和单片机通,需要根据触摸屏采用的通信协议为单片机编写相应的通信程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的一种有效支持控制器之间以及控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间进行通信的协议。本文以PIC16F877单片机和人机电子有限公司的eView MT510T型触摸屏为例,介绍其通信程序的开发过程。
       1 系统结构
       实现触摸屏与单片机的通讯,主要是解决通讯协议的问题。本文使用开放的Modbus通讯协议,以触摸屏作主站,单片机作从站。eView触摸屏本身支持Modbus通讯协议,如果单片机也支持Modbus协议,就可以进行通信了。触摸屏与单片机之间采用的RS-232C兼容接口直接连接,传输速率设置为9600kb/s。图1为该系统的电路图。
       将PIC16F877单片机RC6、RC7口设置为异步串行通信模式,经过MAX232芯片将TTL电平转换为RS232电平,再与eView触摸屏PLC[RS-232]接口相连,即完成了硬件连接。eView触摸屏PLC[RS-232]接口的管脚2为TXD,管脚3为RXD。
       2 Modbus通信协议介绍
       Modbus通信协议是一种串行的主从通信协议,网络里仅有一台设置可作为主机(称Master),其它设备作为从机(称Slaver),主机不需编号,从机必须编号。协议定义了主机查询及从机应答的信息帧格式。通信时,主机首先向从机发出请求信息,符合相应地址码的从机接收通讯命令,并除去地址码,读取信息,如果没有出错,则执行相应的任务,然后把执行结果返给主机。若从机接收到的校验码与本机计算的不同,则说明数据在通信过程中出现错误,从机把这次请求视为无效,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。当主机收到这一信息时,会重新发送请求信息。校验方式分为LCR(传送数据为ACSII时)校验或CRC(传送数据为二进制时)校验,这里采用CRC校验方式。
       信息传输为异步方式,并以字节为单位。主从站之间通讯的字格式如表1所示。
       Modbus协议可支持ASCII码或二进制格式的数据传输。ACSII码方式下每一个字节数据分两个字节传送,二进制方式下用一个字节传送,为了减少数据传输量,一般选二进制数据方式。各个区允许发送的字节均为16进制的0~9,A~F。二进制信息帧标准结构为:
       初始结构≥4字节的时间
       地址码 1字节
       功能码 1字节
       数据区 N字节
       错误校验 16位CRC码
       结束结构≥4字节的时间
       二进制模式中,,依据使用的波特率,很容易计算这个静止时间。发送完最后一个字符后,,然后才能发送一个新的信息。网络上的设备连续监测网络上的信息,包括静止时间。
  
     3 单片机与触摸屏地址的