基于MODBUS協(xié)議智能控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對工業(yè)化生產(chǎn)的實際需求，改變工控儀表和控制器價格較高的現(xiàn)狀同時降低成本，設(shè)計了基于MODBUS協(xié)議的智能控制系統(tǒng)。下位機由AVR單片機實現(xiàn)基于MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)采集和顯示，再通過控制電路控制數(shù)據(jù)變量；上位機用VC++6．0編寫基于MODBUS協(xié)議的程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在上位機界面顯示，并且將采集的數(shù)據(jù)值保存到SQLsever2000數(shù)據(jù)庫，同時繪制數(shù)據(jù)的動態(tài)曲線圖，上下位機通過RS-485總線通訊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，具有一定實用價值。
關(guān)鍵詞：AVR單片機；MODBUS協(xié)議；VC++6．0；SQLsever2000；RS-485總線

O 引言
現(xiàn)場總線作為生產(chǎn)過程自動化發(fā)展的重點，對推動自動化技術(shù)起到巨大的推動作用，是現(xiàn)代化工業(yè)的標志。MODBUS作為現(xiàn)場總線的一種通信協(xié)議，它實現(xiàn)了PLC控制器、工控儀表與設(shè)備間的通訊和信息交換。具有MODBUS功能的工控儀表雖然應(yīng)用比較廣泛，但是工控儀表和PLC控制器價格較高并且沒有形成自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，阻礙了它的進一步發(fā)展。本文從這個問題著手，設(shè)計基于MODBUS協(xié)議的單片機控制系統(tǒng)，設(shè)計合理，價格低廉，自主性強，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計
系統(tǒng)中計算機PC作為主機，AVR單片機作為從機，采用RS-485工業(yè)現(xiàn)場總線通信。由于計算機的串口采用RS232總線標準，因此在主機的串行通信端口必須增加RS485-RS232電平轉(zhuǎn)換器，在計算機串行端口由該電平轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)RS-232電平與RS-485電平轉(zhuǎn)換，主機與從機通過MOD-BUS通信協(xié)議在RS-485總線上進行數(shù)據(jù)通信和交換，在整個RS-485總線上最多可以接255臺從機。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
整個硬件電路包括：PC機、RS485-RS232電平轉(zhuǎn)換器、電源、復(fù)位電路、晶振電路、AVR單片機控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)上位機由PC機和串口組成，下位機由兩個單片機控制系統(tǒng)組成。兩個從機設(shè)備地址為01和02，每個單片機系統(tǒng)由Atmega32單片機，TSl2864A-3型LCD液晶顯示器，傳感器，PWM脈寬調(diào)制控制電路組成。下位機基于Atmega32單片機，通過傳感器對采集數(shù)據(jù)再經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后在LCD液晶屏顯示，Atmega32單片機帶有MAX485串口，通過RS-485總線與上位機通訊，系統(tǒng)的總體硬件原理圖如圖2所示。