上位机开发之单片机通信实践

Posted 2021-02-18 xiketang

经常会有一些学员会问到上位机与单片机之间通信的问题，而我们经常会讲上位机与PLC之间通信，那么其实对上位机开发来说，不管是和PLC通信，还是和单片机通信，通信原理都是一样的。PLC的本质就是单片机，在单片机的基础上添加一些外围电路并形成产品化，即构成了PLC控制器。今天在这里给大家分享一个上位机与单片机通信的实例，希望对大家开发上位机有所启发。

1. 单片机硬件介绍

只要做上位机开发，就离不开通信协议。一般来说，单片机可以与上位机之间以串口通信为主，当然也不排除现在有的单片机也集成了以太网口。就串口通信而言，常用的几种通信方式，包括串口自定义协议、Modbus协议、CAN总线，接下来介绍的这个单片机是某个锂电池的核心板，它主要是支持Modbus协议和CAN总线的方式。

 

 

 

图表 1 单片机硬件

2. 通信测试

（1）这里我们选择的是基于485总线的ModbusRTU通信协议，如果要实现上位机开发，需要单片机开发人员提供一份通信变量表，如果读取变量较多或者不连续，需要进行分组读取。

（2）通信变量表一般包含参数名称、Modbus地址、存储区、数据类型、换算公式等内容，能够将通信变量表看明白并完成通信测试，是能够完成上位机开发的前提。

（3）这里，我截取部分变量表跟大家做一个分析：

 

 

 

图表 2 Modbus寄存器表

上表中，以电芯总电压为例，Modbus地址为0x1003，对应十进制即为4099，寄存器地址即为44100，读取类型为ushort类型，换算公式为读取之后乘以0.01，比如读取值为5630，即为5.63V。

分析明白之后，我们就可以先用Modbus Poll软件来一波初步测试，如果需要Modbus软件资料的，可以关注一下喜科堂官方关注：dotNet工控上位机，然后像聊天一样发送关键词：Modbus软件套装即可。这里我们需要通过485转USB连接到电脑中，然后通过设备管理器，看到端口号为COM4。

 

 

 

图表 3 通信端口

打开Modbus Poll软件，通信参数选择COM4、9600、N、8、1，读取寄存器起始地址为4099，读取长度为10，具体配置如下图所示：

 

 

 

图表 4 通信参数配置

 

 

 

图表 5 通信读取配置

配置完成后，即可读取到单片机的数据，具体如下图所示：

 

 

 

图表 6 ModbusPoll读取

（4）实现读取之后，我们分析一下结果，4099读取到的值为4206，说明当前电池的电压为42.06V。我们可以用实际开发完成的上位机软件做下对比，验证一下数据是否正确：

 

 

 

图表 7 上位机软件

（5） 我们也可以用喜科堂通信测试平台来做下测试，测试结果如下：

 

 

 

3. 整体总结

本文主要针对单片机的Modbus通信实例做了较为详尽的描述，由于篇幅有限，仅仅介绍了通信测试部分，对于后续的项目实战部分，会通过后续的文章进行进一步的阐述。

 

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