第2章 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

1、第二章 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用廣泛，控制計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要組成部分，因而如何依據(jù)不同的需求選擇合適的控制計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)。本章主要從以下四部分介紹工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、選擇和有關(guān)的總線(xiàn)技術(shù)： 2.1、控制計(jì)算機(jī)的主要類(lèi)型； 2.2、IPC工控機(jī)的組成與特點(diǎn)； 2.3、IPC總線(xiàn)結(jié)構(gòu)； 2.4、MODBUS通信協(xié)議。2.1 控制計(jì)算機(jī)的主要類(lèi)型 目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中控制器的種類(lèi)主要有：可編程控目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中控制器的種類(lèi)主要有：可編程控制器、可編程調(diào)節(jié)器、總線(xiàn)式工控機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)、嵌制器、可編程調(diào)節(jié)器、總線(xiàn)式工控機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)、

2、嵌入式系統(tǒng)、入式系統(tǒng)、DSPDSP、ARMARM及其他控制裝置。及其他控制裝置。1.1.可編程控制器（可編程控制器（PLCPLC） 可編程控制器，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯控制概念相結(jié)可編程控制器，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，其低端為常規(guī)繼電邏輯控制的替代裝置，而高端合的產(chǎn)物，其低端為常規(guī)繼電邏輯控制的替代裝置，而高端為一種高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。它主要由為一種高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。它主要由CPUCPU、存儲(chǔ)器、輸、存儲(chǔ)器、輸入組件、輸出組件、電源及編程器等組成。它有以下特點(diǎn)：入組件、輸出組件、電源及編程器等組成。它有以下特點(diǎn)：是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子

3、系統(tǒng), ,專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)定；專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)定；采用可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序采用可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出；應(yīng)用廣泛式的輸入和輸出；應(yīng)用廣泛-不僅在順序程序控制領(lǐng)域中具不僅在順序程序控制領(lǐng)域中具有優(yōu)勢(shì)，而且在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域方面也有優(yōu)勢(shì)，而且在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域方面也毫不遜色；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，編程簡(jiǎn)單，調(diào)試容易，毫不遜色；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，編程簡(jiǎn)單，調(diào)試容易，抗干擾能力強(qiáng)。外

4、觀(guān)如圖抗干擾能力強(qiáng)。外觀(guān)如圖2-12-1所示。所示。 2. 可編程調(diào)節(jié)器可編程調(diào)節(jié)器 可編程調(diào)節(jié)器又稱(chēng)單回路調(diào)節(jié)器、智能調(diào)節(jié)器、數(shù)字調(diào)節(jié)可編程調(diào)節(jié)器又稱(chēng)單回路調(diào)節(jié)器、智能調(diào)節(jié)器、數(shù)字調(diào)節(jié)器，主要由微處理單元、過(guò)程器，主要由微處理單元、過(guò)程IO（輸入（輸入/輸出）輸出） 單元、面板單元、面板單元、通信單元、硬手操單元和編程單元等組成。外觀(guān)如圖單元、通信單元、硬手操單元和編程單元等組成。外觀(guān)如圖2-2所示。所示。圖2-1 可編程控制器圖2-2 可編程調(diào)節(jié)器3.總線(xiàn)式工控機(jī)總線(xiàn)式工控機(jī) 總線(xiàn)式工控機(jī)，是基于總線(xiàn)技術(shù)和模塊化結(jié)構(gòu)的一種專(zhuān)用于工總線(xiàn)式工控機(jī)，是基于總線(xiàn)技術(shù)和模塊化結(jié)構(gòu)的一種專(zhuān)用于工業(yè)控制

5、的通用性計(jì)算機(jī)，一般稱(chēng)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)為工業(yè)業(yè)控制的通用性計(jì)算機(jī)，一般稱(chēng)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)為工業(yè)控制機(jī)或工控機(jī)控制機(jī)或工控機(jī)IPC（Industrial Personal Computer）。）。 總線(xiàn)式工控機(jī)具有小型化、總線(xiàn)式工控機(jī)具有小型化、模板化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)模板化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能滿(mǎn)足不同層次、不計(jì)特點(diǎn)，能滿(mǎn)足不同層次、不同控制對(duì)象的需要，又能在惡同控制對(duì)象的需要，又能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠地運(yùn)行。劣的工業(yè)環(huán)境中可靠地運(yùn)行。因而，它廣泛應(yīng)用于各種控制因而，它廣泛應(yīng)用于各種控制場(chǎng)合，尤其是十幾到幾十個(gè)回場(chǎng)合，尤其是十幾到幾十個(gè)回路的中等規(guī)模的控制系統(tǒng)中。路的中

6、等規(guī)模的控制系統(tǒng)中。圖圖2-3 總線(xiàn)式工控機(jī)總線(xiàn)式工控機(jī)4. 單片微型計(jì)算機(jī)單片微型計(jì)算機(jī) 單片微型計(jì)算機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)簡(jiǎn)稱(chēng)單片簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，它是將機(jī)，它是將CPU、存儲(chǔ)器、串并行、存儲(chǔ)器、串并行I/O口、定時(shí)口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、甚計(jì)數(shù)器、甚至至A/D轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制器、圖形控制器等功能部件全都集轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制器、圖形控制器等功能部件全都集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上，構(gòu)成了一個(gè)完整的具有成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上，構(gòu)成了一個(gè)完整的具有相當(dāng)控制功能的微控制器。相當(dāng)控制功能的微控制器。 5. 嵌入式處理器嵌入式處理器 嵌入式系統(tǒng)是將專(zhuān)用微型計(jì)

7、算機(jī)嵌入被控設(shè)備中的專(zhuān)用計(jì)嵌入式系統(tǒng)是將專(zhuān)用微型計(jì)算機(jī)嵌入被控設(shè)備中的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)體積、功能、可靠性、成本、算機(jī)系統(tǒng)，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)體積、功能、可靠性、成本、功耗等綜合性能要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。嵌入式處理器的特點(diǎn)：功耗等綜合性能要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。嵌入式處理器的特點(diǎn)： 1）對(duì)實(shí)時(shí)和多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且）對(duì)實(shí)時(shí)和多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部代碼和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部代碼和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。 2）具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。）具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功

8、能。 3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)。）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)。 4）嵌入式微處理器的功耗很低。）嵌入式微處理器的功耗很低。 6. 嵌入式微控制器嵌入式微控制器 嵌入式微控制器（嵌入式微控制器（Micro-controller Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)MCU）一般）一般以某種微處理器內(nèi)核為核心，根據(jù)某些典型的應(yīng)用，在芯片內(nèi)以某種微處理器內(nèi)核為核心，根據(jù)某些典型的應(yīng)用，在芯片內(nèi)部集成了部集成了ROM/EPROM、RAM、總線(xiàn)、總線(xiàn)邏輯、定時(shí)、總線(xiàn)、總線(xiàn)邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器、看門(mén)狗、器、看門(mén)狗、I/O口、串行口、脈寬調(diào)制輸出、口、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FLASH RAM、EEPROM等各種必要功

9、能部件和外設(shè)。等各種必要功能部件和外設(shè)。7. 數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字信號(hào)處理器DSP 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是當(dāng)今的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域，世界上各大半導(dǎo)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是當(dāng)今的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域，世界上各大半導(dǎo)體公司紛紛推出適用于不同場(chǎng)合的體公司紛紛推出適用于不同場(chǎng)合的DSP芯片。在控制領(lǐng)域，比芯片。在控制領(lǐng)域，比較有代表性的是較有代表性的是TI公司的公司的 TMS320F240 x系列。系列。8. ARM處理器處理器 ARM（Advanced RISC Machines），既可以認(rèn)為是一個(gè)公），既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名稱(chēng)，也可以認(rèn)為是對(duì)一類(lèi)微處理器的通稱(chēng)，還可以認(rèn)為司的名稱(chēng)，也可以認(rèn)為是對(duì)一類(lèi)微處理器的通稱(chēng)，還可以

10、認(rèn)為是一種技術(shù)的名詞。是一種技術(shù)的名詞。 2.2 IPC工控機(jī)的組成與特點(diǎn) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī),也稱(chēng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)也稱(chēng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)IPC 。 （Industrial Personal Computer）。它主要用于工業(yè)過(guò)程）。它主要用于工業(yè)過(guò)程測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)采集等工作。以工控機(jī)為核心的測(cè)量和測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)采集等工作。以工控機(jī)為核心的測(cè)量和控制系統(tǒng)，處理來(lái)自工業(yè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)，再根據(jù)控制要控制系統(tǒng)，處理來(lái)自工業(yè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)，再根據(jù)控制要求將處理結(jié)果輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，去控制生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)對(duì)求將處理結(jié)果輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，去控制生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)督和管理。生產(chǎn)進(jìn)

11、行監(jiān)督和管理。 主要內(nèi)容有以下四部分主要內(nèi)容有以下四部分: 1.工控機(jī)硬件組成工控機(jī)硬件組成 2.工控機(jī)的軟件組成工控機(jī)的軟件組成 3.工控機(jī)的特點(diǎn)工控機(jī)的特點(diǎn) 4.IPC工控機(jī)的發(fā)展方向工控機(jī)的發(fā)展方向2.2.1 IPC工控機(jī)硬件組成 硬件硬件:主機(jī)板（主機(jī)板（CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器）、系統(tǒng)總線(xiàn)、過(guò)程輸入、內(nèi)存儲(chǔ)器）、系統(tǒng)總線(xiàn)、過(guò)程輸入輸出通道、人機(jī)接口、通信設(shè)備、系統(tǒng)支持板、磁盤(pán)系統(tǒng)。輸出通道、人機(jī)接口、通信設(shè)備、系統(tǒng)支持板、磁盤(pán)系統(tǒng)。2.2.1 IPC工控機(jī)硬件組成工控機(jī)硬件組成圖圖2-4 工控機(jī)硬件組成結(jié)構(gòu)圖工控機(jī)硬件組成結(jié)構(gòu)圖1. 主機(jī)板主機(jī)板 是工業(yè)控制機(jī)的核心，由中央處理器（是工業(yè)控制

12、機(jī)的核心，由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）和）和I/O接口等部件組成。主機(jī)板的作用是將采接口等部件組成。主機(jī)板的作用是將采集到的實(shí)時(shí)信息按照預(yù)定程序進(jìn)行必要的數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、集到的實(shí)時(shí)信息按照預(yù)定程序進(jìn)行必要的數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理，及時(shí)選擇控制策略并將結(jié)果輸出到工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)處理，及時(shí)選擇控制策略并將結(jié)果輸出到工業(yè)過(guò)程 。2. 系統(tǒng)總線(xiàn)系統(tǒng)總線(xiàn) 系統(tǒng)總線(xiàn)可分為內(nèi)部總線(xiàn)和外部總線(xiàn)。內(nèi)部總線(xiàn)是工控機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)總線(xiàn)可分為內(nèi)部總線(xiàn)和外部總線(xiàn)。內(nèi)部總線(xiàn)是工控機(jī)內(nèi)部各組成部分之間進(jìn)行信息傳送的公共通道，是一組信號(hào)線(xiàn)的集合。各組成部分之間進(jìn)行信息傳送的公共通道，是一組信號(hào)線(xiàn)

13、的集合。常用的內(nèi)部總線(xiàn)有常用的內(nèi)部總線(xiàn)有IBM PC總線(xiàn)和總線(xiàn)和STD總線(xiàn)。外部總線(xiàn)是工控機(jī)與總線(xiàn)。外部總線(xiàn)是工控機(jī)與其它計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備進(jìn)行信息傳送的公共通道，常用外部總線(xiàn)其它計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備進(jìn)行信息傳送的公共通道，常用外部總線(xiàn)有有RS-232C、RS485和和IEEE-488通信總線(xiàn)。通信總線(xiàn)。 3. 人人-機(jī)接口機(jī)接口 人人-機(jī)接口包括顯示器、鍵盤(pán)、打印機(jī)以及專(zhuān)用操作顯示臺(tái)等。機(jī)接口包括顯示器、鍵盤(pán)、打印機(jī)以及專(zhuān)用操作顯示臺(tái)等。通過(guò)人通過(guò)人-機(jī)接口設(shè)備，操作員與計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行信息交換。機(jī)接口設(shè)備，操作員與計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行信息交換。 5. 輸入輸入/輸出模板輸出模板 輸入輸入/輸出模

14、板是工控機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間進(jìn)行信號(hào)傳遞和變換輸出模板是工控機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間進(jìn)行信號(hào)傳遞和變換的連接通道。包括模擬量輸入通道（的連接通道。包括模擬量輸入通道（AI）、模擬量輸出通道）、模擬量輸出通道（AO）、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入通道（）、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入通道（DI）、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)）、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出通道（量）輸出通道（DO）。）。 6. 系統(tǒng)支持系統(tǒng)支持系統(tǒng)支持功能主要包括：系統(tǒng)支持功能主要包括： 監(jiān)控定時(shí)器：俗稱(chēng)監(jiān)控定時(shí)器：俗稱(chēng)“看門(mén)狗看門(mén)狗”（Watchdog）。）。 電源掉電監(jiān)測(cè)：電源掉電監(jiān)測(cè)： 后備存儲(chǔ)器：后備存儲(chǔ)器： 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘7. 磁盤(pán)系統(tǒng)磁盤(pán)系統(tǒng)半導(dǎo)體虛擬磁盤(pán)，

15、軟盤(pán)半導(dǎo)體虛擬磁盤(pán)，軟盤(pán),硬盤(pán)或硬盤(pán)或USB磁盤(pán)。磁盤(pán)。 通信接口是工業(yè)控制機(jī)與其它計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備進(jìn)行信息傳通信接口是工業(yè)控制機(jī)與其它計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備進(jìn)行信息傳送的通道。送的通道。4. 通信接口通信接口2.2.2 IPC工控機(jī)的軟件組成 軟件是工業(yè)控制機(jī)的程序系統(tǒng)，可分為系統(tǒng)軟件、支持軟件、軟件是工業(yè)控制機(jī)的程序系統(tǒng)，可分為系統(tǒng)軟件、支持軟件、應(yīng)用軟件三部分。應(yīng)用軟件三部分。1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件: 系統(tǒng)軟件用來(lái)管理系統(tǒng)軟件用來(lái)管理IPC的資源，并以簡(jiǎn)便的形式向用戶(hù)提供的資源，并以簡(jiǎn)便的形式向用戶(hù)提供服務(wù)。服務(wù)。2.工具軟件工具軟件: 工具軟件是技術(shù)人員從事軟件開(kāi)發(fā)工作的輔助軟件，包括匯工具軟

16、件是技術(shù)人員從事軟件開(kāi)發(fā)工作的輔助軟件，包括匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言、編譯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言、編譯 程序、編輯程序、調(diào)試程序、診斷程序、編輯程序、調(diào)試程序、診斷程序等。程序等。3.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件: 應(yīng)用軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員針對(duì)某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程而編制的控制和應(yīng)用軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員針對(duì)某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程而編制的控制和管理程序。通常包括過(guò)程輸入輸出程序、過(guò)程控制程序、人管理程序。通常包括過(guò)程輸入輸出程序、過(guò)程控制程序、人-機(jī)機(jī)接口程序、打印顯示程序和公共子程序等。接口程序、打印顯示程序和公共子程序等。2.2.3 IPC工控機(jī)的特點(diǎn)IPC工控機(jī)主要有以下六個(gè)特點(diǎn)：工控機(jī)主要有以下六個(gè)特點(diǎn)： 1.可靠性高可靠性高 2.

17、豐富的輸入輸出模板豐富的輸入輸出模板 3. 實(shí)時(shí)性好實(shí)時(shí)性好 4. 開(kāi)放性好開(kāi)放性好 5. 連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng) 6. 便于安裝便于安裝2.3 IPC總線(xiàn)結(jié)構(gòu)2.3.1 總線(xiàn)概述總線(xiàn)概述1. 總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是一種接口信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議?？偩€(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是一種接口信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。2. 總線(xiàn)定義與分類(lèi)總線(xiàn)定義與分類(lèi): 總線(xiàn)是一組信號(hào)線(xiàn)的集合，它定義了引線(xiàn)的信號(hào)、電氣、機(jī)總線(xiàn)是一組信號(hào)線(xiàn)的集合，它定義了引線(xiàn)的信號(hào)、電氣、機(jī)械特性，是微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分之間、不同的計(jì)算機(jī)之間械特性，是微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分之間、不同的計(jì)算機(jī)之間建立信號(hào)聯(lián)系，進(jìn)行信息傳送的通道。建立信號(hào)聯(lián)系，進(jìn)行信息傳送的通道

18、。 總線(xiàn)總線(xiàn):內(nèi)部總線(xiàn)（系統(tǒng)總線(xiàn)）和外部總線(xiàn)（通信總線(xiàn)）。內(nèi)部總線(xiàn)（系統(tǒng)總線(xiàn)）和外部總線(xiàn)（通信總線(xiàn)）。3. 總線(xiàn)按功能或信號(hào)類(lèi)型劃分，主要有三類(lèi)總線(xiàn)：數(shù)據(jù)總線(xiàn)、總線(xiàn)按功能或信號(hào)類(lèi)型劃分，主要有三類(lèi)總線(xiàn)：數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總地址總 線(xiàn)、控制總線(xiàn)。線(xiàn)、控制總線(xiàn)。4. 總線(xiàn)主要有數(shù)據(jù)傳輸、中斷、多主設(shè)備支持、錯(cuò)誤處理等功總線(xiàn)主要有數(shù)據(jù)傳輸、中斷、多主設(shè)備支持、錯(cuò)誤處理等功能能 。2.3.2 內(nèi)部總線(xiàn) 內(nèi)部總線(xiàn)是指微機(jī)內(nèi)部各功能模塊間進(jìn)行通信的總線(xiàn)，也內(nèi)部總線(xiàn)是指微機(jī)內(nèi)部各功能模塊間進(jìn)行通信的總線(xiàn)，也稱(chēng)為系統(tǒng)總線(xiàn)。它是構(gòu)成完整微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部信息樞紐。稱(chēng)為系統(tǒng)總線(xiàn)。它是構(gòu)成完整微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部信息樞紐。 常用

19、的內(nèi)部總線(xiàn)主要有常用的內(nèi)部總線(xiàn)主要有STD總線(xiàn)、總線(xiàn)、VME總線(xiàn)、總線(xiàn)、ISA總線(xiàn)和總線(xiàn)和PCI總線(xiàn)?？偩€(xiàn)。1STD總線(xiàn)總線(xiàn) 1）、總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)）、總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) STD總線(xiàn)即總線(xiàn)即Standard Bus，是一種規(guī)模最小，面向工業(yè)控制，是一種規(guī)模最小，面向工業(yè)控制，設(shè)計(jì)周密的設(shè)計(jì)周密的8位系統(tǒng)總線(xiàn)。位系統(tǒng)總線(xiàn)。2VME總線(xiàn)（1）VME總線(xiàn)，總線(xiàn)，Versamodel Eurocard由由Motorola公司公司1981年推年推出的第一代出的第一代32位工業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，其主要特點(diǎn)是位工業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，其主要特點(diǎn)是VME總線(xiàn)的總線(xiàn)的信號(hào)線(xiàn)模仿信號(hào)線(xiàn)模仿Motorola公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的 68000系列

20、單片機(jī)信號(hào)線(xiàn)，由于系列單片機(jī)信號(hào)線(xiàn)，由于其應(yīng)用的廣泛性被其應(yīng)用的廣泛性被IEEE收為標(biāo)準(zhǔn)，即收為標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE1014-1987,其標(biāo)準(zhǔn)文其標(biāo)準(zhǔn)文件為件為VMEbus specification Rev C.1。（2）VME總線(xiàn)的插板一般有兩種尺寸，一種是總線(xiàn)的插板一般有兩種尺寸，一種是3U高度的帶一個(gè)高度的帶一個(gè)總線(xiàn)接口總線(xiàn)接口J1， 高高長(zhǎng)為長(zhǎng)為100mm*160mm，另一種是，另一種是6U高度的帶高度的帶2個(gè)總線(xiàn)接口個(gè)總線(xiàn)接口J1、J2，高，高長(zhǎng)為長(zhǎng)為233mm 160mm。（3）一般每塊）一般每塊VME總線(xiàn)的插板上的接口總線(xiàn)的插板上的接口J1、J2都有都有96針，每一針，每一個(gè)接口都

21、是個(gè)接口都是3排，按排，按A、B、C排列，每排排列，每排32針，針，J1一般用于直接一般用于直接與與VME總線(xiàn)相連，總線(xiàn)相連，J2的中間列的中間列 用于擴(kuò)展地址總線(xiàn)或數(shù)據(jù)總線(xiàn)，用于擴(kuò)展地址總線(xiàn)或數(shù)據(jù)總線(xiàn)，另外兩列可由用戶(hù)定義及另外兩列可由用戶(hù)定義及I/O、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)及其他外設(shè)等。因此、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)及其他外設(shè)等。因此VME總線(xiàn)已對(duì)未來(lái)的應(yīng)用擴(kuò)展預(yù)留了信號(hào)針，這也是總線(xiàn)已對(duì)未來(lái)的應(yīng)用擴(kuò)展預(yù)留了信號(hào)針，這也是VME總線(xiàn)總線(xiàn)將來(lái)可以靈活升級(jí)的原因。將來(lái)可以靈活升級(jí)的原因。3ISA總線(xiàn) ISA總線(xiàn)總線(xiàn)(Industrial Standard Architecture)即即AT總線(xiàn)，它總線(xiàn)，它是在是在8位的位的

22、XT總線(xiàn)基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的總線(xiàn)基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的16位的總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)。位的總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)。后來(lái)，在大多數(shù)后來(lái)，在大多數(shù)Pentium系列的系列的PC機(jī)主板上仍保留機(jī)主板上仍保留34個(gè)個(gè)ISA總線(xiàn)擴(kuò)充槽，即可以插入總線(xiàn)擴(kuò)充槽，即可以插入8位位ISA卡，又可以插入卡，又可以插入16位位ISA卡?？?。 ISA總線(xiàn)插槽有一長(zhǎng)一短兩總線(xiàn)插槽有一長(zhǎng)一短兩個(gè)插口，長(zhǎng)插口有個(gè)插口，長(zhǎng)插口有62個(gè)引腳，個(gè)引腳，以以A31A1和和B31B1表示，表示，分別列于插槽的兩面；短插口分別列于插槽的兩面；短插口有有36個(gè)引腳，以個(gè)引腳，以C18C1和和D18D1表示，也分別列于插表示，也分別列于插槽的兩面。槽的兩面。ISA總線(xiàn)

23、插槽如圖總線(xiàn)插槽如圖所示。所示。ISA總線(xiàn)插槽總線(xiàn)插槽4PCI總線(xiàn) PCI總線(xiàn)（總線(xiàn)（Peripheral Component Interconnect，外圍部件互，外圍部件互連總線(xiàn)）具有先進(jìn)的結(jié)構(gòu)特性及其優(yōu)異的性能，是現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)連總線(xiàn)）具有先進(jìn)的結(jié)構(gòu)特性及其優(yōu)異的性能，是現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)中的佼佼者，并被多數(shù)現(xiàn)代高性能微機(jī)系統(tǒng)所廣泛采用?？偩€(xiàn)結(jié)構(gòu)中的佼佼者，并被多數(shù)現(xiàn)代高性能微機(jī)系統(tǒng)所廣泛采用。 （1）PCI總線(xiàn)的主要特點(diǎn)：總線(xiàn)的主要特點(diǎn)： 1）傳輸率高；）傳輸率高； 2）采用數(shù)據(jù)線(xiàn)和地址線(xiàn)復(fù)用結(jié)構(gòu)，減少了總線(xiàn)引腳數(shù)；）采用數(shù)據(jù)線(xiàn)和地址線(xiàn)復(fù)用結(jié)構(gòu)，減少了總線(xiàn)引腳數(shù)； 3）總線(xiàn)支持無(wú)限猝發(fā)

24、讀寫(xiě)方式和并行工作方式；）總線(xiàn)支持無(wú)限猝發(fā)讀寫(xiě)方式和并行工作方式； 4）總線(xiàn)寬度為）總線(xiàn)寬度為32位（位（5V），可升級(jí)為），可升級(jí)為64位（位（3.3V）；）； 5）PCI總線(xiàn)與總線(xiàn)與CPU異步工作：異步工作：PCI總線(xiàn)的工作頻率固定為總線(xiàn)的工作頻率固定為33 MHz，與，與CPU的工作的工作 頻率無(wú)關(guān)，使頻率無(wú)關(guān)，使PCI總線(xiàn)不受處理器的限制；總線(xiàn)不受處理器的限制； 6）提供了即插即用功能，允許）提供了即插即用功能，允許PCI局部總線(xiàn)擴(kuò)展卡和元件進(jìn)局部總線(xiàn)擴(kuò)展卡和元件進(jìn)行自動(dòng)配置。行自動(dòng)配置。 （2）PCI總線(xiàn)的功能特性總線(xiàn)的功能特性 ： 連接到連接到PCI總線(xiàn)上的設(shè)備分為兩類(lèi)：主控設(shè)備（

25、總線(xiàn)上的設(shè)備分為兩類(lèi)：主控設(shè)備（Master）和）和目標(biāo)設(shè)備（目標(biāo)設(shè)備（Target）。）。PCI支持多主控設(shè)備，主控設(shè)備可以控制支持多主控設(shè)備，主控設(shè)備可以控制總線(xiàn)、驅(qū)動(dòng)地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)；目標(biāo)設(shè)備不能啟動(dòng)總線(xiàn)操總線(xiàn)、驅(qū)動(dòng)地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)；目標(biāo)設(shè)備不能啟動(dòng)總線(xiàn)操作，只能依賴(lài)于主控設(shè)備向它進(jìn)行傳遞或從中讀取數(shù)據(jù)作，只能依賴(lài)于主控設(shè)備向它進(jìn)行傳遞或從中讀取數(shù)據(jù) （3）PCI總線(xiàn)引腳信號(hào)定義，如圖總線(xiàn)引腳信號(hào)定義，如圖2-9所示。所示。圖圖2-9 PCI總線(xiàn)引腳總線(xiàn)引腳 2.3.3 外部總線(xiàn)外部總線(xiàn) 外部總線(xiàn)是指用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與其它智能外部總線(xiàn)是指用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算

26、機(jī)與其它智能外設(shè)之間的通信線(xiàn)路。常用的外部總線(xiàn)有外設(shè)之間的通信線(xiàn)路。常用的外部總線(xiàn)有IEEE-488并行總線(xiàn)、并行總線(xiàn)、RS-232C串行總線(xiàn)和串行總線(xiàn)和RS485通信總線(xiàn)。通信總線(xiàn)。 1IEEE-488并行通信總線(xiàn)并行通信總線(xiàn) 圖圖2-10 IEEE-488并行通信總線(xiàn)并行通信總線(xiàn) RS-232C串行通信總線(xiàn)串行通信總線(xiàn) 目前目前RS-232C是是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口，在接口，在IBM PC機(jī)上的機(jī)上的COM1、COM2接口就是接口就是RS-232C接口。接口。利用利用RS-232C串行通信接口可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行通信接口

27、可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信；通過(guò)通信；通過(guò)RS-232C口可與其他外設(shè)（如打印機(jī)、智能調(diào)節(jié)儀、口可與其他外設(shè)（如打印機(jī)、智能調(diào)節(jié)儀、PLC等）近距離串行連接；通過(guò)等）近距離串行連接；通過(guò)RS-232C口連接調(diào)制解調(diào)器可口連接調(diào)制解調(diào)器可遠(yuǎn)距離地與其他計(jì)算機(jī)通信；將遠(yuǎn)距離地與其他計(jì)算機(jī)通信；將RS-232C接口轉(zhuǎn)換為接口轉(zhuǎn)換為RS-422或或485接口，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)與多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信。接口，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)與多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信。設(shè) 備 A控 者聽(tīng) 者講 者計(jì) 算 機(jī)設(shè) 備 B聽(tīng) 者講 者電 壓 表設(shè) 備 C聽(tīng) 者打 印 機(jī)數(shù) 據(jù) 線(xiàn)數(shù) 據(jù) 控 制 線(xiàn)接 口 管 理

28、線(xiàn)設(shè) 備 A控 者聽(tīng) 者講 者計(jì) 算 機(jī)設(shè) 備 A控 者聽(tīng) 者講 者計(jì) 算 機(jī)設(shè) 備 B聽(tīng) 者講 者電 壓 表設(shè) 備 B聽(tīng) 者講 者電 壓 表設(shè) 備 C聽(tīng) 者打 印 機(jī)設(shè) 備 C聽(tīng) 者打 印 機(jī)數(shù) 據(jù) 線(xiàn)數(shù) 據(jù) 控 制 線(xiàn)接 口 管 理 線(xiàn)圖圖2-11 DB9串口連接器串口連接器（1）RS-232C接口連接器接口連接器 RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義了主、輔兩個(gè)通信信道，輔助信道的傳輸速度標(biāo)準(zhǔn)定義了主、輔兩個(gè)通信信道，輔助信道的傳輸速度比主信道低，其他功能與主信道相同。在實(shí)際應(yīng)用中，通常只使用比主信道低，其他功能與主信道相同。在實(shí)際應(yīng)用中，通常只使用一個(gè)主通信信道，因此就產(chǎn)生了簡(jiǎn)化的。一個(gè)主通信信道，因

29、此就產(chǎn)生了簡(jiǎn)化的。RS-232的的9針針D型插頭，型插頭，如圖如圖2-11所示。所示。RS-232C的連接插頭早期用的連接插頭早期用25針針EIA連接插頭座，連接插頭座，現(xiàn)在用現(xiàn)在用9針的針的EIA連接插頭座，其主要端子分配如表如表連接插頭座，其主要端子分配如表如表2-1所示：所示：包括數(shù)據(jù)線(xiàn)、狀態(tài)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。包括數(shù)據(jù)線(xiàn)、狀態(tài)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。 端腳方向符號(hào)功能25針9針23輸出TXD發(fā)送數(shù)據(jù)32輸入RXD接收數(shù)據(jù)47輸出RTS請(qǐng)求發(fā)送58輸入CTS為發(fā)送清零66輸入DSR數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好75GND信號(hào)地81輸入DCD數(shù)據(jù)信號(hào)檢測(cè)204輸出DTR229輸入RI表表2-1 RS-232C串行口的針腳功能

30、串行口的針腳功能（2）RS-232C接口電氣特性接口電氣特性 RS-232C采用負(fù)邏輯電平，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端輸出的邏輯采用負(fù)邏輯電平，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端輸出的邏輯“0”表示正電平（表示正電平（+5V15V），輸出的邏輯），輸出的邏輯“1”表示負(fù)電平（表示負(fù)電平（-5V-15V）。接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收端接收）。接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收端接收+5V+15V高電平表示高電平表示邏輯邏輯“0”，-5V-15V低電平表示邏輯低電平表示邏輯“1”。 RS-232C的噪聲容限是的噪聲容限是2V(因發(fā)送電平和接收電平的差為因發(fā)送電平和接收電平的差為2V)，共模抑制能力較差?？梢?jiàn)，電路可以有效地檢查出傳輸電平的絕共模抑制

31、能力較差?？梢?jiàn)，電路可以有效地檢查出傳輸電平的絕對(duì)值大于對(duì)值大于3V的信號(hào)，而介于的信號(hào)，而介于-3+3V之間的電壓信號(hào)和低于之間的電壓信號(hào)和低于-15V或高于或高于+15V的電壓信號(hào)認(rèn)為無(wú)意義。因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保的電壓信號(hào)認(rèn)為無(wú)意義。因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平的絕對(duì)值在證電平的絕對(duì)值在(315) V之間。之間。 表表2-2 RS-232C接口電氣特性接口電氣特性狀態(tài)狀態(tài)-15VV15V+5VV1+15V邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)10信號(hào)條件（數(shù)信號(hào)條件（數(shù)據(jù)線(xiàn)上）據(jù)線(xiàn)上）傳號(hào)傳號(hào)（MARK）空號(hào)空號(hào)（SPACE）功能（控制線(xiàn)功能（控制線(xiàn)上）上）OFFON（3）RS-232C與與TTL的電平轉(zhuǎn)換的

32、電平轉(zhuǎn)換 RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的或終端的TTL器件連接，必須在器件連接，必須在RS-232C與與TTL電路之間進(jìn)電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換，實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元行電平和邏輯關(guān)系的變換，實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片，如圖件，也可用集成電路芯片，如圖2-12所示。所示。圖圖2-12 RS-232C與與TTL的電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換（4）RS-232C的不足的不足1）接口信號(hào)電平值較高

33、，易損壞接口電路芯片，且與）接口信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路芯片，且與TTL電平電平不兼容，需使用電平轉(zhuǎn)換電路才能與不兼容，需使用電平轉(zhuǎn)換電路才能與TTL電路連接。電路連接。2）采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的單端雙極性電路標(biāo)準(zhǔn)，一條線(xiàn)路）采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的單端雙極性電路標(biāo)準(zhǔn)，一條線(xiàn)路傳輸一種信號(hào)。發(fā)送傳輸一種信號(hào)。發(fā)送 器和接收器之間具有公共信號(hào)地，共模信器和接收器之間具有公共信號(hào)地，共模信號(hào)會(huì)耦合到信號(hào)系統(tǒng)。對(duì)于多條信號(hào)線(xiàn)號(hào)會(huì)耦合到信號(hào)系統(tǒng)。對(duì)于多條信號(hào)線(xiàn) 來(lái)說(shuō)，這種共地傳輸方來(lái)說(shuō)，這種共地傳輸方式抗共模干擾能力很差，尤其傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)會(huì)在傳輸電纜上式抗共模干擾能力很差，尤其傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)

34、會(huì)在傳輸電纜上產(chǎn)生較大壓降損耗，壓縮了有用信號(hào)范圍，在干擾較大時(shí)通信產(chǎn)生較大壓降損耗，壓縮了有用信號(hào)范圍，在干擾較大時(shí)通信可能無(wú)法進(jìn)可能無(wú)法進(jìn) 行，故通信速度和距離不可能較高。行，故通信速度和距離不可能較高。3）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率最大為）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率最大為19200bps。4）傳輸距離有限，最大傳輸距離只有）傳輸距離有限，最大傳輸距離只有15米左右。米左右。 RS-485的工作方式為半雙的工作方式為半雙工，在某一時(shí)刻，一個(gè)發(fā)送另工，在某一時(shí)刻，一個(gè)發(fā)送另一個(gè)接收。一個(gè)接收。RS-485的一個(gè)發(fā)的一個(gè)發(fā)送器可驅(qū)動(dòng)送器可驅(qū)動(dòng)32個(gè)接收器，總個(gè)接收器，總線(xiàn)上可連

35、接多至線(xiàn)上可連接多至32個(gè)驅(qū)動(dòng)器個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器，并且可采用二線(xiàn)。和接收器，并且可采用二線(xiàn)。采用二線(xiàn)工作方式時(shí)可有多個(gè)采用二線(xiàn)工作方式時(shí)可有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器連接至單總線(xiàn)，驅(qū)動(dòng)器和接收器連接至單總線(xiàn)，并且其中任何一個(gè)均可發(fā)送或并且其中任何一個(gè)均可發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)。RS-485的二線(xiàn)工的二線(xiàn)工作方式連線(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，因作方式連線(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，因此在工業(yè)控制及通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)此在工業(yè)控制及通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)中使用普遍。表中使用普遍。表2-3是是RS-485 與與RS-232C的比較。的比較。 3RS-485標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)表2-3RS-485 與RS-232C的比較接口接口RS-232CRS-485

36、工作模式工作模式單端發(fā)，單端收單端發(fā)，單端收雙端發(fā)，雙端收雙端發(fā)，雙端收連接臺(tái)數(shù)連接臺(tái)數(shù)1臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，1臺(tái)接收器臺(tái)接收器32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，32臺(tái)接收臺(tái)接收器器傳輸距離與速率傳輸距離與速率15m，20kbps12m,10Mbps；120m，1Mbps；1200m，100kbps驅(qū)動(dòng)器輸出（最驅(qū)動(dòng)器輸出（最大電壓值）大電壓值）25V-7V+12V驅(qū)動(dòng)器輸出（信驅(qū)動(dòng)器輸出（信號(hào)電平）號(hào)電平）5V（帶負(fù)載）（帶負(fù)載）15V（未帶負(fù)載（未帶負(fù)載）1.5V（帶負(fù)載）（帶負(fù)載）5V（未帶負(fù)載）（未帶負(fù)載）驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗37k54示意圖示意圖2.4 MODBUS通信協(xié)議通信協(xié)議 M

37、ODBUS協(xié)議是應(yīng)用于協(xié)議是應(yīng)用于PLC或其他控制器上的一種通用語(yǔ)或其他控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器之間、控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）言。通過(guò)此協(xié)議，控制器之間、控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)串行通信。該協(xié)議已經(jīng)成為通用工業(yè)和其他設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)串行通信。該協(xié)議已經(jīng)成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。采用標(biāo)準(zhǔn)。采用MODBUS協(xié)議，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以互連協(xié)議，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以互連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。2.4.1 概述概述1MODBUS網(wǎng)絡(luò)上傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳輸 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS接口使用接口使用RS-232C和和RS-485串行接口，

38、它串行接口，它定義了連接器的引腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校定義了連接器的引腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)?？刂破髂苤苯踊蛲ㄟ^(guò)調(diào)制解調(diào)器組網(wǎng)。驗(yàn)?？刂破髂苤苯踊蛲ㄟ^(guò)調(diào)制解調(diào)器組網(wǎng)。2其他類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)上傳輸其他類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)上傳輸 在其他網(wǎng)絡(luò)上，控制器使用在其他網(wǎng)絡(luò)上，控制器使用“對(duì)等對(duì)等”技術(shù)通信，任何控技術(shù)通信，任何控制器都能初始化和其他控制器的通信。這樣在單獨(dú)的通信過(guò)制器都能初始化和其他控制器的通信。這樣在單獨(dú)的通信過(guò)程中，控制器既可作為主設(shè)備也可作為從設(shè)備。提供的多個(gè)程中，控制器既可作為主設(shè)備也可作為從設(shè)備。提供的多個(gè)內(nèi)部通道可允許同時(shí)發(fā)生的傳輸進(jìn)程。內(nèi)部通道可允許同時(shí)發(fā)生的傳輸進(jìn)程

39、。2.4.2 兩種傳輸方式兩種傳輸方式 控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式（控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式（ASCII或或RTU）中的任何）中的任何一種在標(biāo)準(zhǔn)的一種在標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS網(wǎng)絡(luò)通信。用戶(hù)選擇想要的模式，包網(wǎng)絡(luò)通信。用戶(hù)選擇想要的模式，包括串口通信參數(shù)（波特率、校驗(yàn)方式等），在配置每個(gè)控制器括串口通信參數(shù)（波特率、校驗(yàn)方式等），在配置每個(gè)控制器的時(shí)候，在一個(gè)的時(shí)候，在一個(gè)MODBUS網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。的傳輸模式和串口參數(shù)。RTU模式如表模式如表2-4所示。所示。表表2-4 RTU模式模式地址地址功能代碼功能代碼數(shù)據(jù)長(zhǎng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度度數(shù)據(jù)數(shù)

40、據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)nCRC高字高字節(jié)節(jié)CRC低字低字節(jié)節(jié)2.4.3 MODBUS消息幀消息幀 兩種傳輸模式中（兩種傳輸模式中（ASCII或或RTU），傳輸設(shè)備可以將），傳輸設(shè)備可以將MODBUS消息轉(zhuǎn)為有起點(diǎn)和終點(diǎn)的幀，這就允許接收的設(shè)備在消息轉(zhuǎn)為有起點(diǎn)和終點(diǎn)的幀，這就允許接收的設(shè)備在消息起始處開(kāi)始工作，讀地址分配信息，判斷哪一個(gè)設(shè)備被選消息起始處開(kāi)始工作，讀地址分配信息，判斷哪一個(gè)設(shè)備被選中（廣播方式則傳給所有設(shè)備），判知何時(shí)信息已完成。中（廣播方式則傳給所有設(shè)備），判知何時(shí)信息已完成。 使用使用RTU模式，消息發(fā)送至少要以模式，消息發(fā)送至少要以3.5個(gè)字符時(shí)間的停頓間個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔開(kāi)始。在

41、最后一個(gè)傳輸字符之后，一個(gè)至少隔開(kāi)始。在最后一個(gè)傳輸字符之后，一個(gè)至少3.5個(gè)字符時(shí)間的個(gè)字符時(shí)間的停頓標(biāo)注了消息的結(jié)束，一個(gè)新的消息可在此停頓后開(kāi)始。一停頓標(biāo)注了消息的結(jié)束，一個(gè)新的消息可在此停頓后開(kāi)始。一個(gè)典型的消息幀如表個(gè)典型的消息幀如表2-5所示。所示。 表表2-5 RTU消息幀消息幀起始位起始位設(shè)備地址設(shè)備地址功能代碼功能代碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRC校驗(yàn)校驗(yàn)結(jié)束符結(jié)束符T1-T2-T3-T48bit8bitN個(gè)個(gè)8bit16bitT1-T2-T3-T42.4.4 錯(cuò)誤檢測(cè)方法錯(cuò)誤檢測(cè)方法 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS串行網(wǎng)絡(luò)采用兩種錯(cuò)誤檢測(cè)方法。奇偶校串行網(wǎng)絡(luò)采用兩種錯(cuò)誤檢測(cè)方法。奇偶校驗(yàn)對(duì)每個(gè)字

42、符都可用，幀檢測(cè)（驗(yàn)對(duì)每個(gè)字符都可用，幀檢測(cè)（LRC或或CRC）應(yīng)用于整個(gè)消息。）應(yīng)用于整個(gè)消息。它們都是在消息發(fā)送前由主設(shè)備產(chǎn)生的，從設(shè)備在接收過(guò)程中它們都是在消息發(fā)送前由主設(shè)備產(chǎn)生的，從設(shè)備在接收過(guò)程中檢測(cè)每個(gè)字符和整個(gè)消息幀。檢測(cè)每個(gè)字符和整個(gè)消息幀。2.4.5 MODBUS的編程方法的編程方法 由由RTU模式消息幀格式可以看出，在完整的一幀消息開(kāi)始模式消息幀格式可以看出，在完整的一幀消息開(kāi)始傳輸時(shí)，必須和上一幀消息之間至少有傳輸時(shí)，必須和上一幀消息之間至少有3.5個(gè)字符時(shí)間的間隔，個(gè)字符時(shí)間的間隔，這樣接收方在接收時(shí)才能將該幀作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀接收。另這樣接收方在接收時(shí)才能將該幀作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀接收。另外，在本數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸時(shí)，幀中傳輸?shù)拿總€(gè)字符之間必須不外，在本數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸時(shí)，幀中傳輸?shù)拿總€(gè)字符之間必須不能超過(guò)能超過(guò)1.5個(gè)字符時(shí)間的間隔，否則，本幀將被視為無(wú)效幀，但個(gè)字符時(shí)間的間隔，否則，本幀將被視為無(wú)效幀，但接收方將繼續(xù)等待和判斷下一次接收方將繼續(xù)等待和判斷下一次3.5個(gè)字符的時(shí)間間隔之后出現(xiàn)個(gè)字符的時(shí)間間隔之后出現(xiàn)的新一幀并進(jìn)行相應(yīng)的處理。因此，在編程時(shí)首先要考慮的新一幀并進(jìn)行相應(yīng)的處理。因此，在編程時(shí)首先要考慮1.5個(gè)個(gè)字符時(shí)間和字符時(shí)間和3.5個(gè)字符時(shí)間的設(shè)定和判斷。個(gè)字符時(shí)間的設(shè)定和判斷。1字符時(shí)間的設(shè)定字符時(shí)間的設(shè)定 在在RTU模式中