工控中常常需要查询体系的作业状况或许批改作业参数。触摸屏能够直观、生动地显现作业参数和作业状况，并且经过触摸屏画面能够直接批改体系作业参数，人机交互性好。单片机广泛运用于工控范畴中，与触摸屏协作，可构成杰出的人机交互环境。触摸屏和单片机通讯，需要依据触摸屏选用的通讯协议为单片机编写相应的通讯程序。Modbus协议是美国Modicon公司推出的一种有用支撑操控器之间以及操控器经由网络（例如以太网）和其它设备之间进行通讯的协议。这篇文章以PIC16F877单片机和人机电子有限公司的eView MT510T型触摸屏为例，介绍其通讯程序的开发进程。

1 体系构造

完毕触摸屏与单片机的通讯，首要是处理通讯协议的疑问。这篇文章运用翻开的Modbus通讯协议，以触摸屏作主站，单片机作从站。eView触摸屏本身支撑Modbus通讯协议，假定单片机也支撑Modbus协议，就能够进行通讯了。触摸屏与单片机之间选用的RS-232C兼容接口直接联接，传输速率设置为9600kb/s。图1为该体系的电路图。

将PIC16F877单片机RC6、RC7口设置为异步串行通讯方法，经过MAX232芯片将TTL电平改换为RS232电平，再与eView触摸屏plc[RS-232]接口相连，即完毕了硬件联接。eView触摸屏PLC[RS-232]接口的管脚2为TXD，管脚3为RXD。

2 Modbus通讯协议介绍

Modbus通讯协议是一种串行的主从通讯协议，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，从机有必要编号。协议界说了主机查询及从机应对的信息帧格局。通讯时，主机首要向从机宣告恳求信息，契合相应地址码的从机接纳通讯指令，并除掉地址码，读取信息，假定没有犯错，则施行相应的使命，然后把施行效果返给主机。若从机接纳到的校验码与本机核算的纷歧样，则阐明数据在通讯进程中呈现过错，从机把这次恳求视为无效，功用代码将被批改以用于指出答复音讯是过错的，一同数据段包含了描写此过错信息的代码。当主机收到这一信息时，会从头发送恳求信息。校验方法分为LCR（传送数据为ACSII时）校验或CRC（传送数据为二进制时）校验，这儿选用CRC校验方法。

信息传输为异步方法，并以字节为单位。主从站之间通讯的字格局如表1所示。
表1 通讯的字格局

Modbus协议可支撑ASCII码或二进制格局的数据传输。ACSII码方法下每一个字节数据分两个字节传送，二进制方法下用一个字节传送，为了削减量据传输量，通常选二进制数据方法。各个区容许发送的字节均为16进制的0～9，A～F。二进制信息帧标准构造为：

初始构造 ≥4字节的时刻

地址码 1字节

功用码 1字节

数据区 N字节

过错校验 16位CRC码

完毕构造 ≥4字节的时刻

二进制方法中，信息开端起码需要3.5个字符的接连时刻，依据运用的波特率，很简略核算这个接连时刻。发送完毕竟一个字符后，也有一个起码3.5个字符的接连时刻，然后才华发送一个新的信息。网络上的设备接连监测网络上的信息，包含接连时刻。

3 单片机与触摸屏地址的对应联络

eView触摸屏只支撑Bit和Word地址类型，而实习的单片机或其它操控器还有Byte、Double Word等标明方法，因而在进行通讯时，需要把单片机和触摸屏的数据进行改换。触摸屏画面元件读取地址的设备类型有LW、0x、1x、3x、4x、RWI、RW等选项。其间，LW标明该元件读取的是触摸屏内部的地址，如其它元件的地址；0x标明读取的是操控器的输出信号；1x标明读取的操控器的输入信号;3x和4x指操控器的寄存器地址类型，其间4x是可读可写的，3x是只读的;RWI、RW都是触摸屏的内部地址，起辅佐效果。运用这些读取地址的设备类型，触摸屏即可显现或设定操控器寄存器或I/O口的数值。以“数值输入”元件为例，经过“小键盘”输入数据即可设置单片机寄存器或I/O口的数值。假定主张了“触发地址”，那么当被触控时，输入的数据就被寄存到了指定的单片机地址中。

4 通讯程序的开发

触摸屏与单片机的通讯程序选用PIC单片机C言语编写。编译东西挑选Hitech公司的PICC编译器。程序共分三大模块，即初始化模块、数据接纳模块以及数据处理及发送模块。主程序流程图如图2所示。

PIC16F877单片机USART功用模块带有一个八位的波特率发作器BRG，BRG支撑USART的同步和异步作业方法。用SPBRG寄存器操控一个独立的八位守时器的周期。在异步方法下，发送状况/操控寄存器TXSTA的BRGH位（即D2）被用来操控波特率。对串行口进行的初始化如下：

GIE=1; %大局接连容许;

SPBRG=25; %设置波特率为9600；

TXSTA=0x04； %挑选异步高速方法；

RCSTA=0x80; %容许同步串行口作业；

RTISC6=1；

TRISC7=1； %将C口的RC6和RC7设置为异步串行通讯方法；

PFIE=1; %外围接口接连容许；

RCIE=1; %USART接纳接连容许；

TXIE=1; %USART发送接连容许；

数据接纳模块由一个接连函数构成。该接连函数将触摸屏发来的Modbus数据帧存储在一个自界说的数组中，当一帧数据接纳完时，置接纳完毕象征位为1，转入数据处理及发送模块。串行通讯接纳器的基地是接纳移位寄存器RSR，当接纳到接连时，假定RCREG缓冲器为空，RSR就把接纳到的数据送入RCREG。传送完毕后，接纳接连象征位RCIF被置1。实习的接连是不是被CPU照应，能够经过设置外围接口接连容许寄存器PIE1的接连容许位RCIE来操控。

数据处理及发送模块施行Modbus协议功用码对应的运用。eView触摸屏与单片机以Modbus协议通讯，用到的Modbus功用码如表2所示。
表2 通讯程序用到的功用码

以Modbus功用码03为例来阐明触摸屏及单片机的实习通讯数据格局。如单片机地址编号为01H，触摸屏需要查看单片机中地址为0031H的寄存器的值，发送指令格局如表3所示。
表3 触摸屏发送数据构造

假定单片机中地址为0031H的寄存器接连为05H，则单片机的回复指令如表4所示。
表4 单片机应对数据构造

当波特率抵达38400kb/s时，通讯依然安稳牢靠。本体系具有联接电路简略、组态活络、通讯牢靠性高档特征，并已成功运用于物料挑选操控体系项目中。因为Modbus通讯协议的翻开性的特征，国外进口操控器串行通讯大者支撑该协议，因而这篇文章所完毕的选用Modbus协议的串行通讯具有广泛的运用价值。