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基于Modbus通信协议的信号采集系统

吴晨红  
【摘要】:嵌入式系统在人们的生活中随处可见,它的诞生与发展极大地促进了人类社会的进步。信号采集系统作为嵌入式系统的重要组成部分,在工业控制领域发挥着不可替代的作用。然而在科技高速发展的年代,人们更多地只注重功能需求的实现。但在信号采集系统中需要应用多种总线和总线协议,这使开发过程中出现难度大、数据可读性差和二次开发性差等问题。为解决这些问题,设计了基于Modbus通信协议的信号采集系统。Modbus协议具有开放性、高可靠性、可扩充性、标准化和免费等优点,可在一定程度上使这些问题得到有效解决。根据信号采集系统的基本结构,设计了监测系统以上、下位机协作的模式。先结合实际对系统功能需求进行分析,确定系统的总体设计方案。在两个下位机之间,采集的电压数据通过CAN总线传输;在下位机与上位机之间,通过基于Modbus通信协议的RS-485接口总线通信;上位机通过Modbus调试精灵软件实现查询和接收电压数据的功能。硬件部分选择STM32F103C8T6工控板作为下位机的硬件基础,包括电压采集模块、STM32微控制器模块、CAN总线传输模块和RS-485接口总线4个主要功能模块。程序设计部分重点介绍了这几个模块的主要子程序设计。最后,模块化测试和系统整体测试的结果表明,该系统上位机实现以Modbus通信协议的格式收发指令,且接收到的电压数据与下位机采集的电压数据保持一致。


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