基于MODBUS协议的智能控制系统设计

引言

　　现场总线作为生产过程自动化发展的重点，对推动自动化技术起到巨大的推动作用，是现代化工业的标志。MODBUS作为现场总线的一种通信协议，它实现了PLC控制器、工控仪表与设备间的通讯和信息交换。具有MODBUS功能的工控仪表虽然应用比较广泛，但是工控仪表和PLC控制器价格较高并且没有形成自主知识产权的产品，阻碍了它的进一步发展。本文从这个问题着手，设计基于MODBUS协议的单片机控制系统，设计合理，价格低廉，自主性强，在工业控制领域具有广泛的应用前景。

　　1 系统总体设计

　　系统中计算机PC作为主机，AVR单片机作为从机，采用RS-485工业现场总线通信。由于计算机的串口采用RS232总线标准，因此在主机的串行通信端口必须增加RS485-RS232电平转换器，在计算机串行端口由该电平转换器实现RS-232电平与RS-485电平转换，主机与从机通过MOD-BUS通信协议在RS-485总线上进行数据通信和交换，在整个RS-485总线上最多可以接255台从机。系统的总体结构如图1所示。

　　2 系统硬件设计

　　整个硬件电路包括：PC机、RS485-RS232电平转换器、电源、复位电路、晶振电路、AVR单片机控制系统。本系统上位机由PC机和串口组成，下位机由两个单片机控制系统组成。两个从机设备地址为01和02，每个单片机系统由Atmega32单片机，TSl2864A-3型LCD液晶显示器，传感器，PWM脉宽调制控制电路组成。下位机基于Atmega32单片机，通过传感器对采集数据再经过A／D转换后在LCD液晶屏显示，Atmega32单片机带有MAX485串口，通过RS-485总线与上位机通讯，系统的总体硬件原理图如图2所示。