STM32单片机的MODBUS通讯器毕业论文 - 图文(10)

基于单片机的MODBUS通讯器设计

5.1.2 从机电路板调试

根据从机电路图焊接最小系统及max3232串口芯片，通过串口下载测试程序，测试结果正常。将电路板焊接完整，测试整块电路板功能，发现温度数据不能正常读取，检查发现温度检测芯片封装出现问题，VCC引脚与GND引脚接反，重新换过DS18B20，更改DS18B20安装方向后，数据读取正常。更改后的DS18B20实物图如图5.3所示。

图5.3 更改后的DS18B20实物图

5.2软件件调试

5.2.1调试平台

软件调试也是此系统最关键的一步了，也是有难度的一步。本系统采用Keil4软件编写程序，调试，如图5.4。

图5.4 调试平台

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5.2.2调试问题

1、关于工程的建立：.C、.h文件的处理。在程序编译中会遇到不少关于这个的问题，其中有一些包含的问题，变量定义的问题，函数同名的问题，数据类型重定义的问题，不过经过查找资料，一个一个解决了这个问题。

2、关于触摸屏校准：本系统主机采用4.3寸TFT触摸屏显示通讯内容，由触摸屏确定MODBUS指令，触屏校准是一个难题，系统开机读取存储器里校准好的校准值，不必每次开机进行校准。触屏值不准将直接导致MODBUS指令错误，经过大量实验测试，本系统使用的触屏校准值是一个负值，由于数据存储不能直接存负值，需要将校准值转换成正数再存入存储器，读取时再转换成负数，完成触屏校准。

3、关于串口：本系统通讯总线采用RS232总线，一片MAX3232做主机通讯接口，另外三片作为从机通讯接口，RS232总线直接使用RS232电平通讯，在调试时发现本系统RS232通讯存在很大隐患，由于主机的RXD和TXD与从机的RXD和TXD是交叉连接，主机发送MODBUS命令后，从机接收到数据，匹配地址后返回数据，地址只能匹配一个从机，只有一个从机能返回数据，而不返回数据的从机已经将TXD数据线拉低，电平冲突，导致数据不能发出，主机接不到从机返回数据。经过仔细分析MAX3232芯片，在三个从机TXD端接入一个二极管，同一时刻只允许一个从机的TXD数据端有效，问题得到解决。RS232通讯总线接口如图5.5所示。

图5.5 RS232通讯总线接口图

4、CRC校验出了问题：本系统采用MODBUS-RTU通讯协议，使用CRC校验，调试时一

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直不能正常通讯，经过仔细分析发现是CRC校验出现问题，由于CRC高低字节颠倒，导致不能正常通讯，更正后通讯正常。

5、关于EEPROM：从机采用的是主控芯片内部自带的EEPROM，调试时出现保存数据后，上电读取数据错误，仔细分析发现时EEPROM内部存储地址错误，更正后数据正常保存。

6、调试中的协议问题：主机发送MODBUS命令数据帧，从机接收到错误数据帧，不能正常读取MODBUS命令，仔细分析MODBUS协议，发现是从机定时器接收数据帧的时间设置不对，更正后通讯正常。

5.3调试结果

在对硬件和软件综合调试后，经上位机验证，达到了本次设计要求。

可以实现读写寄存器的功能，参数的储存达到要求，实时显示寄存器的值，实时显示从机采集到的温度值。

主机控制板运行实物图如图5.6、5.7所示。

图5.6 开机画面

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图5.7 系统运行实物图

主机系统运行时TFT液晶屏分别显示三个从机的通信状态、实时温度、内部寄存器的值，可通过参数设置按钮进入参数设置界面，下置数据到从机。

从机控制板实时显示温度值，将采集到的温度值存入MODBUS寄存器，供主机查询，8个LED灯亮度分别反映MODBUS内部寄存器模拟量，可通过按键操作修改MODBUS内部寄存器值，从机控制板运行实物图如图5.8所示。

图5.8 从机控制板运行实物图

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参考文献 [1] 张友德，赵志英，涂时亮. 单片微型机原理、应用与实验（第五版）[M]. 复旦大学出版社，2006.

[2] 朱大奇，邬勤文，袁芳. 单片机原理[M]. 应用与实验. 科学出版社，2009. [3] 李朝青. 单片机原理及接口技术[M]. 北京航空航天大学出版社，2005. [4] 张凤登. 现场总线技术及应用[M]. 科学出版社，2008. [5] 崔坚，西门子工业网络通讯指南[M]. 机械工业出版社 [6] 工业标准通讯1944-19481-11期[J]

[7] MODBUS协议在串口通讯中的研究及应用[J] [8] MODBUS RTU协议在s7-200中的应用[J] [9] MODBUS通讯协议及编程[J] [10] 工业以太网入门教程[J]

[11] 许立梓.微型计算机原理及应用[M].机械工业出版社.2002

[12] 刘乐善.微型计算机接口技术及应用[M].华中理工大学出版社.2000 [13] 邹逢兴.计算机硬件技术基础试验教程[M].高等教育出版社.2000

[14] 周佩玲.16位微型计算机原理接口及其应用[M].中国科学技术大学出版社.2000 [15] 吴秀清.微型计算机原理与接口技术[M].中国科学技术出版社.2001 [16] 邓亚平.微型计算机接口技术[M].清华大学出版社.2001

[17] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京航空航天大学出版社. 2002 [18] 谢宜仁.单片机实用技术问答[M].人民邮电出版社.2002

[19] 李军.51系列单片机高级实例开发指南[M].北京：北京航空航天大学出版社 [20] 曹琳琳,曹巧媛.单片机原理及接口技术[M].长沙：国防科技大学出版社

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