基于MODBUS協議智能控制系統設計

摘要：針對工業化生產的實際需求，改變工控儀表和控制器價格較高的現狀同時降低成本，設計了基于MODBUS協議的智能控制系統。下位機由AVR單片機實現基于MODBUS協議的數據采集和顯示，再通過控制電路控制數據變量；上位機用VC++6．0編寫基于MODBUS協議的程序，實現數據在上位機界面顯示，并且將采集的數據值保存到SQLsever2000數據庫，同時繪制數據的動態曲線圖，上下位機通過RS-485總線通訊。系統結構簡單，成本低廉，具有一定實用價值。
關鍵詞：AVR單片機；MODBUS協議；VC++6．0；SQLsever2000；RS-485總線

O 引言
現場總線作為生產過程自動化發展的重點，對推動自動化技術起到巨大的推動作用，是現代化工業的標志。MODBUS作為現場總線的一種通信協議，它實現了PLC控制器、工控儀表與設備間的通訊和信息交換。具有MODBUS功能的工控儀表雖然應用比較廣泛，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權的產品，阻礙了它的進一步發展。本文從這個問題著手，設計基于MODBUS協議的單片機控制系統，設計合理，價格低廉，自主性強，在工業控制領域具有廣泛的應用前景。

1 系統總體設計
系統中計算機PC作為主機，AVR單片機作為從機，采用RS-485工業現場總線通信。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電平轉換器，在計算機串行端口由該電平轉換器實現RS-232電平與RS-485電平轉換，主機與從機通過MOD-BUS通信協議在RS-485總線上進行數據通信和交換，在整個RS-485總線上最多可以接255臺從機。系統的總體結構如圖1所示。

2 系統硬件設計
整個硬件電路包括：PC機、RS485-RS232電平轉換器、電源、復位電路、晶振電路、AVR單片機控制系統。本系統上位機由PC機和串口組成，下位機由兩個單片機控制系統組成。兩個從機設備地址為01和02，每個單片機系統由Atmega32單片機，TSl2864A-3型LCD液晶顯示器，傳感器，PWM脈寬調制控制電路組成。下位機基于Atmega32單片機，通過傳感器對采集數據再經過A／D轉換后在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，系統的總體硬件原理圖如圖2所示。