DUT4000模塊說明書

1、一產(chǎn)品特點(diǎn)DUT系列數(shù)據(jù)采集模塊將溫度傳感器（熱電阻、熱電偶等）的輸出信號(hào)或電流、電壓等信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過RS-485總線及標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，還可以通過標(biāo)準(zhǔn)異步并行接口傳送給PLC或嵌入式系統(tǒng)中。在模塊內(nèi)由89C52單片機(jī)管理模塊自動(dòng)工作，通道轉(zhuǎn)換、ADC啟動(dòng)、采集數(shù)據(jù)、參比端補(bǔ)償（熱電偶）、引線電阻補(bǔ)償（熱電阻）、數(shù)字校零、非線性校正和數(shù)據(jù)處理等，主機(jī)發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令，模塊輸出已經(jīng)線性化了的溫度的數(shù)字量。通訊協(xié)議兼容臺(tái)灣研華ADAM4000系列松下PLC的通訊協(xié)議及MODBUS協(xié)議，可以與大多數(shù)組態(tài)軟件直接連接，不需要額外的驅(qū)動(dòng)程序。本產(chǎn)品主要用于各種現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和控

2、制系統(tǒng)。產(chǎn)品特點(diǎn)如下：1、 89C52 單片機(jī)為核心，集成電路全部采用CMOS器件；2、 隔離DCDC變換器和隔離RS485輸出，以及隔離標(biāo)準(zhǔn)異步并行輸出接口，全浮空電路設(shè)計(jì)；3、 采用三線制熱電阻測(cè)量電路，自動(dòng)補(bǔ)償引線電阻；4、 模塊內(nèi)置測(cè)溫元件，軟件完成熱電偶參比端溫度補(bǔ)償；5、 無電位計(jì)設(shè)計(jì)，軟件校準(zhǔn)零點(diǎn)和滿度，保證各個(gè)通道的精度和一致性；6、 采用數(shù)字校零技術(shù)消除運(yùn)放的失調(diào)和漂移；7、 軟件選擇各種類型傳感器，通用性強(qiáng)；8、 輸入加有完善的保護(hù)電路，誤加幾十伏高壓不會(huì)損壞；9、 電源監(jiān)視電路和看門狗電路，保證惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行。二、技術(shù)指標(biāo)1、 傳感器：PT100/Cu50/Cu100

3、，各種熱電偶，電流、電壓2、 路 數(shù)：8路（熱電偶：7路+1路環(huán)境溫度）3、 范 圍：溫度傳感器全范圍，050mV，05V，420mA4、 分辨率：0.1，300碼/mV，2000碼/V，500碼/mA5、 電路精度：±0.2，±2字6、 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 有濾波：2.16S/8通道；(并口時(shí)間設(shè)置為 10 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為2160=640為有信號(hào)+1520為無信號(hào); 20 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為2160=1280為有信號(hào)+880為無信號(hào); 30 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為2160=1920為有信號(hào)+240為無信號(hào); 無濾波：0.72S/8通道；(并口時(shí)間設(shè)置為10 mS讀完8

4、個(gè)通道時(shí)間為720=640為有信號(hào)+80為無信號(hào)20 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為6400=1280為有信號(hào)+5120為無信號(hào)40 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為6400=2560為有信號(hào)+3840為無信號(hào)60 mS讀完8個(gè)通道時(shí)間為6400=3840為有信號(hào)+2560為無信號(hào)7、 輸 出：隔離RS485，隔離異步并行接口8、 電源電壓：930V9、 功 耗：<2W10、外形尺寸：146×116×4511、環(huán)境溫度：-307012、相對(duì)濕度：85三、工作原理溫度采集模塊原理如圖1所示，模擬開關(guān)CD4052分別切換多路溫度傳感器，由單片機(jī)控制順序選中通道0到通道7的溫度傳感器測(cè)量電路

5、，經(jīng)過放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135（±20000碼）。單片機(jī)89C52采集數(shù)據(jù)后，經(jīng)校零、濾波、參比端補(bǔ)償（熱電偶）和線性化處理后轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)字量，存入內(nèi)部RAM中。上位機(jī)需要數(shù)據(jù)時(shí)，通過串行口發(fā)取數(shù)據(jù)命令，單片機(jī)則把當(dāng)前最新數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。異步并行接口在無條件輸出方式時(shí)，每轉(zhuǎn)換完一次，通過并行接口選通輸出數(shù)據(jù)。四、底部外型尺寸和端子定義圖1 溫度采集模塊電路原理圖校零通道輸入電路和模擬開關(guān)放大電路和斷偶指示基準(zhǔn)源MC1403RXDP07VXB8B1P13P10VRORPOLSTBRDWRINT0ICL713589C52TXDP04P06P00P03RSTP20P27

6、T1INT1電源監(jiān)視看門狗EEPROM異步并口T+T-IN-IN+STBD0D7隔離485ADC單片機(jī)X25045孔徑5.5mm115mm固定導(dǎo)軌滑塊固定導(dǎo)軌滑塊端子1-21端子22-42106mm8.8mm導(dǎo)軌35.5mm圖2 模塊底部外型裝配圖146mm圖2為采集模塊底部外型裝配圖，外型尺寸為146×98.4×45（單位mm），模塊裝配在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。此外，模塊兩側(cè)各有一固定孔，孔徑為5.5mm，也可以用4螺絲通過這兩個(gè)固定孔將模塊固定。98.4mm圖3為端子定義圖，模塊電源使用直流24V接于V+和V-之間；T+和T-為RS485接口的A和B（研華的ADAM4520為

7、DATA+和DATA-）；STB為異步并行接口的選通信號(hào)，D0D7為異步并行接口的數(shù)據(jù)線，IN+和IN-為開關(guān)量輸入，外設(shè)的請(qǐng)求信號(hào)通過這兩個(gè)123456789111013121514171619182120363538374039424128273029323134332423262522V-V+T+T-D0D1D2D3D4D5D6D7STBIN-IN+NCNC7A7B7C6C6B6A5C5B5A4C4B4A3C3B3A2C2B2A1C1B1A0C0B0A端子輸入，異步并行輸出接口輸出時(shí)序在第七部分中介紹；iA、iB、iC為模擬量輸入端。 圖4.1 單路熱電阻端子接線圖RTDTC圖4.2 單

8、路熱電偶端子接線圖iAiCiBi=07iAiCiBi=07圖3 端子定義圖 圖4.1與圖4.2 為采集模塊的傳感器輸入端子接線圖。其中，傳感器輸入端每個(gè)通道為3個(gè)接線端子，8路共24位端子。熱電阻溫度傳感器采用三線制連接，接線如圖4.1所示，8路接法相同，熱電阻溫度傳感器連接時(shí)要注意三根導(dǎo)線要采用同一規(guī)格，且iB和iC兩根導(dǎo)線在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器端連接到一起。熱電偶和電流、電壓輸入接法基本相同，如圖4.2所示，即每組的iA 為傳感器的正端和iB為傳感器的負(fù)端，iC為屏蔽端。熱電偶采集模塊，最后一路用于冷端補(bǔ)償，模塊內(nèi)自帶補(bǔ)償元件，端子上不要接任何東西，主機(jī)采集的最后一路數(shù)據(jù)為環(huán)境溫度。模塊內(nèi)的測(cè)溫元

9、件也可以通過端子7A、7B和7C連接到現(xiàn)場(chǎng)，這樣可以節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線。五、傳感器類型模塊內(nèi)部有一傳感器類型碼用以選擇傳感器類型和模塊的工作方式，該字節(jié)定義如下：D7D6D5D4D3D2D1D0濾波補(bǔ)償C8獨(dú)立選擇傳感器D7=0濾波工作方式，2.16S/8通道；D7=1不濾波工作方式，0.72S/8通道。D6=0熱偶冷端不補(bǔ)償；D6=1熱偶冷端補(bǔ)償。D5=0通道7為外輸入傳感器；D5=1通道7為模塊內(nèi)環(huán)境溫度測(cè)試（冷端補(bǔ)償）。D4=0由D3D0選擇傳感器類型，如表1所示；D4=1單獨(dú)設(shè)置傳感器類型碼，這時(shí)模塊內(nèi)另有8個(gè)字節(jié)各自獨(dú)立定義每個(gè)通道的輸入傳感器類型。傳感器類型碼出廠時(shí)根據(jù)用戶要求已設(shè)置好。

10、各種型號(hào)的熱電偶和050mV電壓由于硬件電路相同可以互換，傳感器類型碼由設(shè)置程序設(shè)置。鉑熱電阻PT100、銅熱電阻Cu50和Cu100硬件電路相同，可以由設(shè)置程序選擇。420mA、05V等型號(hào)硬件有差異，需在訂貨時(shí)選擇。傳感器類型碼設(shè)置程序DUTSET.EXE存于提供給用戶的光盤中。表1 傳感器類型碼表D3D0傳感器范 圍靈敏度路數(shù)0H雙極性A/D-19999+199991字/碼81H電壓050mV300碼/mV82H電流420mA500碼/mA83H鉑電阻PT100-702700.01/碼84HJ型熱電偶-21012000.1/碼75HE型熱電偶-23010000.1/碼76HN型熱電偶-2

11、3013000.1/碼77HT型熱電偶-2304000.1/碼78HW型熱電偶023100.1/碼79HR型熱電偶-5017600.1/碼7AHS型熱電偶-5017600.1/碼7BHB型熱電偶5018200.1/碼7CHK型熱電偶-23013700.1/碼7DH鉑電阻PT100-2008500.1/碼8EH銅電阻CU50-501500.1/碼8FH銅電阻CU100-501500.1/碼8六、串行通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)采集（一）串行通訊設(shè)置1、通訊波特率：模塊內(nèi)有一波特率控制字，用以選擇波特率、通訊校驗(yàn)方式和異步并行輸出接口的工作方式，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0校驗(yàn)請(qǐng)求字節(jié)未用選擇波

12、特率D7=0 串行通訊無校驗(yàn)方式; D7=1 串行通訊奇校驗(yàn)方式。D6=0 并行接口無條件輸出，每2.16秒（不濾波為0.72S）輸出8個(gè)通道數(shù)據(jù);D6=1 并行接口請(qǐng)求輸出，IN（IN+和IN-）為ON時(shí)，請(qǐng)求輸出一次數(shù)據(jù)。D5=0 并行接口半字節(jié)輸出，每次輸出4位二進(jìn)制數(shù);D5=1 并行接口字節(jié)輸出，每次輸出8位二進(jìn)制數(shù)。D3D0 選擇串行通訊波特率（bps），如表2所示。表2 通訊波特率碼表代碼波特率代碼波特率01200396001240041920024800538400默認(rèn)值為03H，即波特率為9600，無奇偶校驗(yàn)。波特率控制字可由設(shè)置程序DUTSET.EXE改變。2、字符格式D0D

13、1D2D3D4D5D6OC數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位停止位起始位字符格式采用標(biāo)準(zhǔn)異步串行通訊格式，一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位，或7個(gè)數(shù)據(jù)位加上一個(gè)奇校驗(yàn)位（由波特率控制字最高位選擇）、一個(gè)停止位。3、通訊方式主從工作方式，由主機(jī)調(diào)度。（二）模塊內(nèi)部的DIP開關(guān)設(shè)置模塊內(nèi)部有4位DIP開關(guān)，用以設(shè)置模塊的工作方式。其中由開關(guān)S1、S2來設(shè)置通訊協(xié)議，DUT-4000系列模塊支持的通訊協(xié)議有ADAM4000系列協(xié)議、松下PLC協(xié)議、MODBUS ASCII碼協(xié)議和MODBUS二進(jìn)制協(xié)議，協(xié)議的具體命令格式將在后續(xù)章節(jié)中介紹。S2=OFF、S1=OFF時(shí)，選擇松下協(xié)議；S2=ON、S1=OFF時(shí)，選擇研華協(xié)議；S2=

14、OFF、S1=ON時(shí)，選擇MODBUS ASCII碼協(xié)議；S2=ON、S1=ON時(shí)，選擇MODBUS 二進(jìn)制協(xié)議。ONDIPS1S2S3S4圖5 DIP開關(guān)選擇協(xié)議圖S3=ON 設(shè)置狀態(tài)； *S3=OFF 工作狀態(tài)S4=ON 下降沿選通；*S4=OFF 上升沿選通S2 S1 選擇串行通訊協(xié)議OFF OFF 松下協(xié)議*ON OFF 研華協(xié)議 OFF ON MODBUS ASCII協(xié)議 ON ON MODBUS RTU協(xié)議注：*為出廠時(shí)設(shè)置狀態(tài) S3=ON為設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行DUTSET程序?qū)Σ杉K工作狀態(tài)的一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，出廠時(shí)默認(rèn)設(shè)置為研華通訊協(xié)議；S3=OFF為工作狀態(tài)。S4為

15、異步并行接口選通脈沖STB的有效沿，S4=ON下降沿選通有效；S4=OFF上升沿選通有效（默認(rèn)狀態(tài)），詳見第七部分。（三）松下兼容通訊協(xié)議1、通訊的塊格式：機(jī)號(hào)標(biāo)識(shí)命令數(shù)據(jù)BCCCR由“”字符開始，由回車符“CR”結(jié)束，中間由一個(gè)字符的機(jī)號(hào)、標(biāo)識(shí)符、命令、數(shù)據(jù)和BCC校驗(yàn)組成。BCC校驗(yàn)為從“”開始到數(shù)據(jù)結(jié)束所有字符異或后形成一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)16進(jìn)制字符作為BCC校驗(yàn)值。參見松下PLC手冊(cè)。2、通訊命令：（1） 主機(jī)發(fā)送：12345678CRDBCCCR地址號(hào)默認(rèn)為字符“C”（ASCII碼為43H），可以用設(shè)置程序改變。（2） 從機(jī)響應(yīng)： 正確響應(yīng)：1234564546474

16、8CRD數(shù)據(jù)BCCCR數(shù)據(jù)為8個(gè)通道的當(dāng)前數(shù)據(jù)。每個(gè)通道數(shù)據(jù)為5位ASCII碼，值為-999999999，表示溫度值為-999.99999.9，共8個(gè)通道占40字節(jié)。命令串的長(zhǎng)度為48字節(jié)。若輸入開路，輸出值為-9999。 錯(cuò)誤響應(yīng)：12345678910CRD01BCCCR（四）研華ADAM兼容通訊協(xié)議(默認(rèn)協(xié)議)1、命令集表3 研華兼容協(xié)議命令集命令語法命令響應(yīng)功 能說 明%AANN(CR)！AA(CR)修改地址改地址為NN#AAN(CR)>(data)(CR)讀數(shù)據(jù)讀通道N的值#AA(CR)>(data)(CR)讀數(shù)據(jù)讀取8個(gè)通道數(shù)據(jù)$AA2(CR)!AATTCCFF(CR)

17、讀配置取波特率$AA3(CR)!AASS(CR)讀傳感器模塊傳感器$AA6(CR)!AAFF(CR)通道狀態(tài)恒為FF$AAM(CR)!AA4017(CR)模塊名為4017$AAF(CR)!AAD1.0(CR)軟件版本為D1.0 說明：研華協(xié)議兼容研華ADAM4017命令集，但與ADAM4017的差別是：無奇偶校驗(yàn)，自動(dòng)識(shí)別累加和。命令詳述：（1） %AANN名稱:修改模塊地址語法: %AANN(CR)%為定界符AA（范圍00FFH）表示要修改模塊的兩位十六進(jìn)制地址NN將模塊修改為新的十六進(jìn)制地址，地址范圍00FFH（CR）為結(jié)束符，即回車（0DH）回答: 如果命令有效：！AA(CR)！定界符，

18、表示收到有效命令A(yù)A（范圍00FF）新的輸入模塊的兩位十六進(jìn)制地址(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)注：在通訊命令中，如果模塊檢測(cè)到語法錯(cuò)、通訊錯(cuò)或指定的地址不存在，則沒有回答。（2） #AAN名稱：讀模塊中通道N的數(shù)值說明：本命令從模塊（地址為AAH）8個(gè)通道中的一個(gè)讀回?cái)?shù)據(jù)語法：#AAN(CR)#為定界符AA（范圍00FF）表示模塊的兩位十六進(jìn)制地址N為將要讀出的通道號(hào)，N值為07(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：>(data)(CR)>為定界符(data)是通道號(hào)為N的測(cè)量數(shù)據(jù)值，該數(shù)據(jù)以“+”或“-”開頭，后面跟4位十進(jìn)制整數(shù)和一位小數(shù)（溫度0.1分辨率輸出），或以“

19、+”或“-”開頭后面跟6位十進(jìn)制整數(shù)（電壓、電流和0.01分辨率溫度輸出）。傳感器開路輸出-0999.9或-009999(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)例、命令：#430(CR)回答：>+0408.6(CR)本命令請(qǐng)求從地址為43H的模塊讀回通道0的溫度值。模塊應(yīng)答通道0的溫度值為+408.6。（3） #AA名稱：讀模塊中8個(gè)通道的數(shù)值說明：本命令從模塊（地址為AAH）讀回8個(gè)通道的數(shù)據(jù)語法：#AA(CR)#為定界符AA（范圍00FF）表示模塊的兩位十六進(jìn)制地址(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：>(data)(CR)>為定界符(data)是8個(gè)通道當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)值。每

20、個(gè)通道的數(shù)據(jù)格式與#AAN命令中對(duì)(data)的說明相同(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)例、命令：#43(CR)回答：>+0408.6+0408.6+0408.6+0408.6+0408.6+0408.6+0408.6+0408.6(CR)本命令請(qǐng)求從地址為43H的模塊讀回8個(gè)通道的溫度值。模塊應(yīng)答8個(gè)通道的溫度值均為+408.6。（4） $AA2名稱：讀模塊的配置狀態(tài)說明：本命令從地址AA的模塊讀回配置數(shù)據(jù)語法：$AA2(CR)$為定界符AA（范圍00FF）表示要查詢模塊的兩位十六進(jìn)制地址2為讀配置狀態(tài)命令(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：如果命令有效：！AATTCCFF(CR

21、)！為定界符AA（范圍00FF）表示輸入模塊的兩位十六進(jìn)制地址TT類型碼，本模塊返回值為0BHCC表示波特率代碼，如表4所示表4 研華協(xié)議通訊波特率碼表代碼波特率代碼波特率03120006960004240007192000548000838400FF數(shù)據(jù)格式，本模塊返回80H例、命令：$432(CR)回答：!430B0680(CR)地址為43H（字符C），波特率為9600bps。（5） $AA3名稱：讀DUT模塊傳感器類型說明：本命令從地址AA的模塊讀回傳感器類型碼語法：$AA3(CR)$為定界符AA（范圍00FF）表示要查詢模塊的兩位十六進(jìn)制地址3為讀傳感器類型碼命令(CR)為結(jié)束符，即回

22、車(0DH)回答：如果命令有效：！AASS(CR)！為定界符AA（范圍00FF）表示模塊的兩位十六進(jìn)制地址SS用十六進(jìn)制碼表示的傳感器類型碼，參見表1例、命令：$433(CR)回答：!430D(CR)濾波方式，PT100傳感器溫度采集模塊。（6） $AA6名稱：讀通道狀態(tài)說明：本命令從地址AA的模塊讀回8個(gè)通道狀態(tài)語法：$AA6(CR)$為定界符AA（范圍00FF）表示要查詢模塊的兩位十六進(jìn)制地址6為讀通道狀態(tài)命令(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：如果命令有效：！AAVV(CR)！為定界符AA（范圍00FF）表示輸入模塊的兩位十六進(jìn)制地址VV為8位二進(jìn)制值，分別表示8個(gè)通道狀態(tài)，“0”表

23、示通道禁止，“1”表示通道允許，本模塊返回FFH（7） $AAF名稱：讀防火墻軟件版本號(hào)說明：本命令從地址AA的模塊讀防火墻版本號(hào)語法：$AAF(CR)$為定界符AA（范圍00FF）表示要查詢模塊的兩位十六進(jìn)制地址F為讀防火墻版本號(hào)命令(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：如果命令有效：！AAD1.0(CR)防火墻軟件版本被設(shè)為1.0（8） $AAM名稱：讀模塊名稱說明：本命令從地址AA的模塊讀模塊名語法：$AAF(CR)$為定界符AA（范圍00FF）表示要查詢模塊的兩位十六進(jìn)制地址M為讀模塊名命令(CR)為結(jié)束符，即回車(0DH)回答：如果命令有效：！AA4017(CR)本模塊名定為401

24、7，命令完全兼容ADAM40172、測(cè)試、修改地址程序DUTADAMDUT-4000系列溫度、電流、電壓采集模塊支持研華協(xié)議時(shí)，命令完全兼容研華ADAM4017，軟件DUTADAM.EXE用以測(cè)試模塊和修改地址。也可由ADAM.EXE或ADAM304.EXE測(cè)試和修改模塊地址。出廠時(shí)模塊各個(gè)通道的零點(diǎn)和滿度已經(jīng)校準(zhǔn)好，足以保證測(cè)量精度要求，用戶無需再校準(zhǔn)。3、GENIE軟件使用研華的組態(tài)軟件GENIE可直接讀取模塊數(shù)據(jù)，使用方法和ADAM4017完全相同。溫度數(shù)據(jù)含一個(gè)小數(shù)位，單位為；電流和電壓數(shù)據(jù)為碼數(shù)，標(biāo)度變換可以由驅(qū)動(dòng)程序完成。傳感器懸空輸出值為-999.9。DUT模塊自動(dòng)識(shí)別檢驗(yàn)和，在

25、GENIE軟件中可根據(jù)需要設(shè)置。另外，組態(tài)王等一些組態(tài)軟件也支持這種通訊協(xié)議，用戶可參閱相應(yīng)組態(tài)軟件手冊(cè)進(jìn)行配置。（五）MODBUS協(xié)議MODBUS最初是為了加強(qiáng)PC機(jī)對(duì)某些PLC相互信息交互而設(shè)計(jì)的，隨后為眾多PLC廠家所接受，并成為一種通用的通訊標(biāo)準(zhǔn)。MODBUS工作的基本過程是一系列周而復(fù)始的呼叫應(yīng)答，呼叫為主方設(shè)備（通常是PC機(jī)）發(fā)出，指向掛在總線某處具有確定地址的從方設(shè)備（例如DUT-4000系列模塊），從方則以應(yīng)答方式確認(rèn)收到呼叫并返回主方所要的數(shù)據(jù)。1、ASCII方式呼叫與應(yīng)答的信息用16進(jìn)制的字符09、AF表示，每?jī)蓚€(gè)ASCII字符組成一個(gè)信息字節(jié)，字符冒號(hào)<:>表

26、示待傳遞信息的起始處，字符<CR>（回車）、<LF>（換行）表示此信息傳送結(jié)束。MODBUS 中的ASCII碼方式多用于實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。2、RTU方式呼叫與應(yīng)答均用二進(jìn)制字節(jié)的數(shù)值表達(dá)，總線上傳送的信息時(shí)間性要求十分嚴(yán)格。因RTU方式所有內(nèi)容均可能為信息，因此無法用特殊字符表示數(shù)據(jù)塊的起始和結(jié)束。信息起始和結(jié)束的定位靠預(yù)先定義的無傳輸字節(jié)時(shí)間寬度來辨別，通常取傳輸3.5個(gè)字節(jié)所需要的時(shí)間。顯然，該寬度與通訊波特率有關(guān)。當(dāng)總線上呈現(xiàn)3.5個(gè)字節(jié)周期或更長(zhǎng)的靜止期后，出現(xiàn)的第一個(gè)字節(jié)即為另一個(gè)信息的起始點(diǎn)，該字節(jié)總是針對(duì)某一從方設(shè)備的地址信息。一串信息內(nèi)容字節(jié)過后再次

27、出現(xiàn)3.5個(gè)字節(jié)周期寬度，表示此串信息結(jié)束。3、DUT-4000系列MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)（1）字符格式：數(shù)據(jù)位停止位起始位一幀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)為一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位、無奇偶校驗(yàn)位。D0D1D2D3D4D5D6D7 （2）波特率：波特率如表2所示，由波特率控制字選擇。默認(rèn)值為03H，即9600波特。波特率控制字可由設(shè)置程序DUTSET改變。4、ASCII數(shù)據(jù)格式：（1）命令格式：呼叫 :AAFFSSSSNNNNLL<CR><LF>應(yīng)答 :AAFFXXHHHHLL<CR><LF>其中： ： 為起始符 AA 從方設(shè)備地址 FF 功能號(hào)，DUT-

28、4000系列為04H或03HSSSS 起始通道 NNNN 通道數(shù) XX 數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度 HHHH 數(shù)據(jù)字節(jié) LL 校驗(yàn)和<CR> 回車<LF> 換行（2）MODBUS讀取DUT-4000系列的命令MODBUS協(xié)議讀取模塊數(shù)據(jù)的功能號(hào)是04H或03H，兩個(gè)功能作用相同。主機(jī)呼叫： :080400000008<SUM><CR><LF>說明： 模塊地址08H，功能碼04H，起始通道0，讀取8個(gè)通道數(shù)據(jù)，SUM為一個(gè)字節(jié)的累加和轉(zhuǎn)換成的兩位16進(jìn)制數(shù)ASCII（除“：”外，所有二進(jìn)制字節(jié)和的相反數(shù)）。 起始通道可以是07，超出這個(gè)范圍命令無效；

29、通道數(shù)為18，超出范圍無效；起始通道號(hào)+通道數(shù)小于8，超過范圍命令無效。 功能碼也可以是03H，即以下命令串也具有相同功能。 :080300000008<SUM><CR><LF>模塊應(yīng)答：:0804100FF60FF60FF60FF60FF60FF60FF60FF6<SUM><CR><LF>地址08H，功能碼04H，16字節(jié)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)8個(gè)通道數(shù)據(jù)，每個(gè)通道為16位二進(jìn)制有符號(hào)補(bǔ)碼，表示乘10的溫度值或電流、電壓的碼數(shù)，根據(jù)命令返回值可以少于16個(gè)字節(jié)，例子中每個(gè)通道的溫度值都為408.6（0FF6H=4086），SUM為累

30、加和。如果讀取命令功能碼是03H，則返回的碼也是03H，其他相同。5、RTU格式 起始通道可以是07，超出這個(gè)范圍命令無效；通道數(shù)為18，超出范圍無效；起始通道號(hào)+通道數(shù)小于8，超過范圍命令無效。 功能碼也可以是03H。 RTU應(yīng)答： <08> <04> <10> <0F><F6> <0F><F6> <0F><F6> <0F><F6> 地址 功能 字節(jié)數(shù) 通道0 通道1 通道2 通道3<0F><F6> <0F><F6>

31、; <0F><F6> <0F><F6> <c><c>通道4 通道5 通道6 通道7 CRC校驗(yàn)地址08H，功能碼04H，返回16字節(jié)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)8個(gè)通道，16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)是16位二進(jìn)制有符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，本例數(shù)值都為4086（0FF6H）。如果讀取命令中的功能碼為03H，則返回串中的功能碼也是03H。6、MODBUS協(xié)議校驗(yàn)ASCII方式校驗(yàn)采用累加和校驗(yàn)方式，即將從機(jī)地址開始到串結(jié)束的所有數(shù)值相加得到一個(gè)字節(jié)的和的相反數(shù)，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制形式，附加在串后。RTU方式采用CRC-16校驗(yàn)，校驗(yàn)多項(xiàng)式為（X16+X15+

32、X2+1）。由于低位先發(fā)送，所以校驗(yàn)多項(xiàng)式的二進(jìn)制為1010000000000001 (A001H)。（參見MODBUS協(xié)議手冊(cè)）（六）通過串行口采集數(shù)據(jù)1、模塊與上位機(jī)連接計(jì)算機(jī)COM1RS232RS485toADAM4520電源模塊0124V模塊02模塊NN圖6 采集模塊連接圖模塊與計(jì)算機(jī)通過串行口連接如圖6所示。計(jì)算機(jī)的串行口1或串行口2通過RS232到RS485轉(zhuǎn)換器（可以選用ADAM4520）轉(zhuǎn)換成為RS485標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)采集模塊以RS485總線形式和計(jì)算機(jī)相連。ADAM4520的DATA+和DUT模塊的T+相連，DATA-與T-相連。+24V電源也對(duì)應(yīng)連接。一般一個(gè)系統(tǒng)可直接連接32

33、個(gè)模塊，超過32個(gè)需要加中繼器。2、數(shù)據(jù)采集在工作狀態(tài)下，主機(jī)僅從DUT模塊中讀取數(shù)據(jù)。即主機(jī)發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令串，模塊返回當(dāng)前數(shù)據(jù)。模塊響應(yīng)時(shí)間一般小于70mS（9600波特時(shí)）。若超過70mS沒有響應(yīng)，可以重發(fā)。連續(xù)三次沒有響應(yīng)，進(jìn)行錯(cuò)誤告警。隨產(chǎn)品提供各種語言數(shù)據(jù)采集源程序，這些程序也可以訪問我們的網(wǎng)頁得到。七、隔離異步并行接口輸出時(shí)序及應(yīng)用模塊內(nèi)有一波特率控制字除用以選擇串行通訊波特率和奇偶校驗(yàn)外，還控制DUT-4000的并行接口的輸出時(shí)序。D7D6D5D4D3D2D1D0校驗(yàn)請(qǐng)求字節(jié)未用選擇波特率其中，D7=0 串行通訊無校驗(yàn)方式；D7=1 串行通訊奇校驗(yàn)方式。D6=0 并行接口無條件輸

34、出，每2.16秒（不濾波0.72S）輸出8個(gè)通道數(shù)據(jù)；D6=1并行接口請(qǐng)求輸出，IN+和IN-為ON請(qǐng)求輸出一次數(shù)據(jù)。D5=0 并行接口半字節(jié)輸出，每次輸出4位二進(jìn)制數(shù)；D5=1 并行接口字節(jié)輸出，每次輸出8位二進(jìn)制數(shù)。D3D0選擇串行通訊波特率。1、無條件半字節(jié)輸出時(shí)序當(dāng)模塊內(nèi)波特率控制字的D6=0、D5=0選擇并行無條件半字節(jié)輸出，接口時(shí)序如圖7和圖8所示，選通脈沖STB可以是上升沿選通或下降沿選通，由板上的DIP開關(guān)S4選擇。S4=OFF，上升沿選通（默認(rèn)狀態(tài)）；S4=ON，下降沿選通。數(shù)據(jù)由D3D0輸出，每個(gè)半字節(jié)（4位二進(jìn)制）輸出時(shí)間為20mS（默認(rèn)），選通脈沖STB高電平和低電平時(shí)

35、間各為10mS。每個(gè)通道數(shù)據(jù)分4次輸出，依次由低到高。數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)二進(jìn)制補(bǔ)碼，表示溫度乘10的數(shù)據(jù)。每次連續(xù)輸出8個(gè)通道共16個(gè)字節(jié)，輸出時(shí)間為640mS。模塊在濾波工作方式下每2.16S轉(zhuǎn)換完8個(gè)通道數(shù)據(jù)，然后按上述時(shí)序輸出。不濾波方式下0.72S輸出一次數(shù)據(jù)。并行接口的輸出時(shí)間可以由設(shè)置程序設(shè)置，參見DUTSET說明。C0L1C0L2C0H1C0H2C7H1C7H2640mS10mS10mS圖7 無條件半字節(jié)輸出上升沿選通時(shí)序ONOFFONOFFD3D0STBC0L1C0L2C0H1C0H2C7H1C7H2640mS10mS10mS圖8 無條件半字節(jié)輸出下降沿選通時(shí)序ONOFFONOFF

36、D3D0STB2、無條件字節(jié)輸出時(shí)序當(dāng)模塊內(nèi)波特率控制字的D6=0、D5=1選擇并行無條件字節(jié)輸出，接口時(shí)序如圖9和圖10所示。選通脈沖STB可以是上升沿選通或下降沿選通，由板上的DIP開關(guān)S4選擇。S4=OFF，上升沿選通（默認(rèn)狀態(tài)）；S4=ON，下降沿選通。數(shù)據(jù)由D7D0輸出，每個(gè)字節(jié)輸出時(shí)間為20mS（默認(rèn)），選通脈沖STB高電平和低電平時(shí)間各為10mS。每個(gè)通道數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)，表示溫度乘10的數(shù)據(jù)，先輸出低位，然后輸出高位。每次連續(xù)輸出8個(gè)通道共16個(gè)字節(jié)，輸出時(shí)間為320mS。濾波工作方式下模塊每2.16S轉(zhuǎn)換完8個(gè)通道數(shù)據(jù)，然后按上述時(shí)序輸出。不濾波方式下0

37、.72S輸出一次數(shù)據(jù)。并行接口的輸出時(shí)間可以由設(shè)置程序設(shè)置，參見DUTSET說明。C0LC0HC1LC1HC7LC7H320mS10mS10mS圖9 無條件字節(jié)輸出上升沿選通時(shí)序ONOFFONOFFD7D0STBC0LC0HC1LC1HC7LC7H320mS10mS10mS圖10 無條件字節(jié)輸出下降沿選通時(shí)序ONOFFONOFFD7D0STB3、請(qǐng)求半字節(jié)輸出時(shí)序當(dāng)模塊內(nèi)波特率控制字的D6=1、D5=0選擇并行請(qǐng)求半字節(jié)輸出，接口時(shí)序如圖11所示，請(qǐng)求信號(hào)IN（IN+與IN-）由OFF到ON引起請(qǐng)求輸出。選通脈沖STB可以是上升沿選通或下降沿選通，由板上的DIP開關(guān)S4選擇。S4=OFF，上升

38、沿選通（默認(rèn)狀態(tài)）；S4=ON，下降沿選通。數(shù)據(jù)由D3D0輸出，每半個(gè)字節(jié)輸出時(shí)間為20mS（默認(rèn)），選通脈沖STB高電平和低電平時(shí)間各為10mS。每個(gè)通道數(shù)據(jù)分4次輸出，依次由低到高。數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)，表示溫度乘10的數(shù)據(jù)。每次連續(xù)輸出8個(gè)通道共16個(gè)字節(jié)，C0L1C0L2C0H1C0H2C7H1C7H2640mS10mS10mS圖11 請(qǐng)求半字節(jié)輸出上升沿選通時(shí)序ONOFFONOFFD3D0STBONOFFIN輸出時(shí)間為640mS。并行接口的輸出時(shí)間可以由設(shè)置程序設(shè)置，參見DUTSET說明。C0LC0HC1LC1HC7LC7H10mS10mS圖12 請(qǐng)求字節(jié)輸出上升沿

39、選通時(shí)序ONOFFONOFFD7D0STBONOFFIN320mS4、請(qǐng)求字節(jié)輸出時(shí)序當(dāng)模塊內(nèi)波特率控制字的D6=1、D5=1選擇并行請(qǐng)求字節(jié)輸出，接口時(shí)序如圖12所示，請(qǐng)求信號(hào)IN（IN+與IN-）由OFF到ON引起請(qǐng)求輸出，選通脈沖STB可以是上升沿選通或下降沿選通，由板上的DIP開關(guān)S4選擇。S4=OFF，上升沿選通（默認(rèn)狀態(tài)）；S4=ON，下降沿選通。數(shù)據(jù)由D7D0輸出，每個(gè)字節(jié)輸出時(shí)間為20mS，選通脈沖STB高電平和低電平時(shí)間各為10mS。每個(gè)通道數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)，表示溫度乘10的數(shù)據(jù)，先輸出低位，然后輸出高位。每次連續(xù)輸出8個(gè)通道共16個(gè)字節(jié)，輸出時(shí)間為32

40、0mS。并行接口的輸出時(shí)間可以由設(shè)置程序設(shè)置，參見DUTSET說明。5、模塊與松下PLC（FP1-C40）連接采集數(shù)據(jù)+24GNDCOMCOMX7X8X9XAXBFP1 (C40)DUT-4000V+V-STBD0D1D2D3圖13 DUT-4000模塊與松下PLC連接圖DUT-4000系列采集模塊以半字節(jié)無條件數(shù)據(jù)傳送方式與PLC(松下FP1-C40)硬件連接如圖13所示，D0D3連接到PLC的X8X11，STB接PLC的X7，X7應(yīng)能引起中斷，電源直接取PLC的24V接到模塊的V+和V-。編程使PLC的X7每次的上升沿（或下降沿）引起中斷，在中斷程序中讀入X11X8的數(shù)據(jù)，根據(jù)讀入的次數(shù)和

41、通道計(jì)數(shù)，將數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)通道寄存器的低半字節(jié)到高字節(jié)，直到讀入8通道32次數(shù)據(jù)，圖14為FP1的數(shù)據(jù)采集程序梯形圖，程序運(yùn)行前將系統(tǒng)寄存器NO.403的X7設(shè)為中斷輸入。PLC內(nèi)數(shù)據(jù)為二進(jìn)制有符號(hào)數(shù)補(bǔ)碼，不用轉(zhuǎn)換，該數(shù)即為溫度乘10的值。為保證同步的可靠性，使用一個(gè)定時(shí)器T0定時(shí)700mS（在640mS2.16S之間）監(jiān)視選通脈沖 ICTL, H0, H80 F0 MV, K0, IX F6 DGT, WX0, H002, DT99 <RST><SET><RST><RST><RST><RST>R1R0R2R3R4<S

42、ET>( DF )0TXK 7R4R0R1R2R3<RST><SET><RST><RST><RST> F0 MV, K0, IX ( END )( INT 7 )<SET>( JP 1 )<RST><SET>( JP 1 )<RST><SET>( JP 1 ) F6 DGT, WX0, H102, DT99 F6 DGT, WX0, H202, DT99 F6 DGT, WX0, H302, DT99 F0 MV, DT99, IXDT100 F35+1, IX F60

43、 CMP, IX, K8 <RST><SET>R0R1R1R2R2R3R3R0R900C F0 MV, K0, IX <SET><RST><RST><RST>R0R1R2R3( LBL 1 )( IRET )R3R0R1R2X7R4T0T002631365758597591107134152153R9013圖14 FP1數(shù)據(jù)采集程序STB，若定時(shí)器溢出，則這次輸出已經(jīng)結(jié)束，下一個(gè)選通脈沖為第一個(gè)數(shù)據(jù)。由于松下PLC 掃描后才刷新輸入，然后才引起中斷，程序長(zhǎng)則掃描時(shí)間長(zhǎng)，刷新間隔超過20毫秒時(shí)數(shù)據(jù)無法同步。解決的方法是在主程

44、序中每隔一段時(shí)間加入強(qiáng)制刷新命令I(lǐng)ORF（F143），如圖15所示。每隔300400步，加入IORF指令，讀取的數(shù)據(jù)就比較可靠。R9010 F143 IORF, WX0, WX0 圖15 刷新指令6、模塊與西門子S7-226連接采集數(shù)據(jù)+24GNDM1I1.0I0.0I1.1I1.2I1.3S7-226DUT-4000V+V-STBD1D2D3D0圖16 DUT-4000模塊與西門子PLC連接圖硬件連接如圖16所示，將DUT-4000模塊的STB連接到S7的I0.0，D0D3連接到S7的I1.0I1.3，S7的+24V電源和GND連接到DUT模塊的V+和V-，S7的M1連接到GND。編程I0.

45、0使其在上升沿產(chǎn)生中斷。在中斷程序中，根據(jù)順序采集數(shù)據(jù)。用定時(shí)器T33定時(shí)30mS檢測(cè)I0.0的脈沖，如果30mS不來脈沖，則本次數(shù)據(jù)采集結(jié)束。在程序中用字節(jié)VB320的低四位，指示每個(gè)通道數(shù)據(jù)的半字節(jié)順序，字VW324采集半字節(jié)，字VW322為每個(gè)通道數(shù)據(jù)暫存變量，由VW324的半個(gè)字節(jié)組成通道數(shù)據(jù)。VD316為間址存儲(chǔ)器，通過間接尋址將采集的各個(gè)通道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在VW300VW314中。結(jié)果存儲(chǔ)在VW300VW314中，從0通道7通道順序存儲(chǔ)。溫度測(cè)量模塊采集的為溫度乘10的值，電流或電壓模塊采集的值是碼數(shù)。Siemens S7-226采集DUT-4000模塊程序清單如下：NETWORK2LD

46、N T33EUMOVD &VB300, VD316MOVB 1, VB320NETWORK3LD I0.0TOF T33, +3NETWORK4LD V320.2SLW VW324,8ORW VW324,VW322SLB VB320,1CRETI NETWORK5LD V320.3LPSSLW VW324,12ORW VW324,VW322MOVW VW322,*VD316INCD VD316AENOINCD VD316LRDMOVB 1,VB320LPPCRETI/主程序/PROGRAM COMMENTS/Press F1 for help and example programNE

47、TWORK1/Acquisition Module Program/ /NETWORK COMMENTS/ LD SM0.1ATCH INT_0, 0MOVD &VB300, VD316MOVB 1, VB320ENI/中斷0程序NETWORK1 /Interrupt 0 for Collect Data/NETWORK COMMENTS/LD SM0.0BIR IB1,VB325ANDW 16#000F,VW324NETWORK2LD V320.0MOVW VW324,VW322SLB VB320,1CRETINETWORK3LD V320.1SLW VW324,4ORW VW324

48、,VW322SLB VB320,1CRETI7、用計(jì)算機(jī)的打印機(jī)接口采集數(shù)據(jù)圖17 通過打印機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接24VBUSYERRORSLCTPEACKSTROBEGNDV+V-IN+IN-STBD0D1D2D3打印機(jī)接口DUT-40001815111131210DUT-4000模塊可以通過并行接口與計(jì)算機(jī)連接采集數(shù)據(jù)。模塊工作在請(qǐng)求半字節(jié)輸出工作方式，硬件連接如圖17所示。注意：只有支持計(jì)算機(jī)并口的產(chǎn)品允許這樣連接。通過并行接口的計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)子程序如下，port為打印機(jī)接口地址（一般LPT1為378H），pointer為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放模塊8個(gè)通道數(shù)據(jù)，由主程序申請(qǐng)8個(gè)元素的整型數(shù)組。這個(gè)程

49、序在VC5.0下調(diào)試通過。DUT-4000模塊采集子程序如下：#define OVERFLOW 32767#include <dos.h> void rdboard(short int *pointer,short int port) unsigned long times=6000000,j=0; / 查詢次數(shù) int i; unsigned char *p1,c_byte; p1=(unsigned char *)pointer; for (i=0;i<8;i+) pointeri=OVERFLOW; / 置不可讀數(shù)據(jù) _asm cli;_outp(port+2,_inp

50、(port+2)|0x01); /發(fā)請(qǐng)求信號(hào)j=0; times=1000000; while(j+<times) if (_inp(port+1)&0x08)!=0) /上升沿選通 break; for (i=0;i<32;i+) times=30000;j=0;while (j+<times) if (_inp(port+1)&0x08)!=0) /高電平讀數(shù) if (i%2=0) c_byte=(_inp(port+1)0x80);/最高位電路反相 else p1i/2=(_inp(port+1)0x80)&0xf0)| (c_byte>&

51、gt;4)&0xf); /高半字節(jié) break; if (j>=times) break;times=30000;j=0;while(j+<times) if (_inp(port+1)&0x08)=0) /低電平等待 break; if (j>=times) break; _outp(port+2,_inp(port+2)&0xfe); /清請(qǐng)求信號(hào) _asm sti;八、模塊設(shè)置程序DUTSET使用說明DUTSET程序使用之前要將DUT系列模塊設(shè)置成設(shè)置狀態(tài)，如圖5所示，將S3置為ON，其余全為OFF。只有在這種狀態(tài)下，才能夠用DUTSET程序設(shè)置。1、按圖6所示連接好連線后，將需要設(shè)置的模塊置成設(shè)置方式（S3為ON，其余全為OFF）。注意，只能有一個(gè)模塊處于設(shè)置方式。2、運(yùn)行DUTSET程序，屏幕上顯示系統(tǒng)參數(shù)分別為：系列號(hào)（Series