CN100505650C - Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示的方法 - Google Patents
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Abstract
Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示的方法，它涉及的是Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间的设置与检测显示方法的技术领域。它是为解决现有技术存在不能实现Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间的设置与检测显示的技术问题。它的方法步骤为：在主节点(1)中设置3个字符间隔时间并输入两帧的发送报文；设置主节点(1)的发送报文类型为正确、错误类型1、错误类型2或错误类型3并发送；从节点(2)按照检测到的间隔时间划分接收到的报文并显示接收报文。本发明能设置RTU报文字符间隔时间，并对其进行检测与显示，其得出的结果直观。
Description
技术领域
本发明涉及一种Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置与检测显示方法的技术领域。
背景技术
现场总线技术已经越来越多地应用于工业现场。Modbus总线更是以其协议简单、实施容易、性价比高、可靠性高等优点而获得了越来越广泛的应用。帧内与帧间字符间隔时间的设定是Modbus RTU协议关键技术之一，Modbus RTU协议通过对报文帧内与帧间字符间隔时间的检测区分一帧报文的起始与结束，对字符间隔时间处理不正确将导致不同Modbus产品之间不兼容。Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设定与检测，对于理解Modbus关键技术、设计Modbus相关产品是很有意义的。而如何针对ModbusRTU帧内与帧间字符间隔时间的设置和显示的技术问题还没有解决。
发明内容
本发明是为了克服现有技术存在不能实现Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间的设置与检测显示的技术问题，进而提供一种Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示系统及方法。
本发明所述方法所基于的系统由主节点1、从节点2、Modbus总线3组成；
所述主节点1由第一键盘1-1、第一微处理器单元1-2、第一显示单元1-3、第一通信单元1-4、启动发送按钮1-5组成；第一键盘1-1的控制数据输出总线端、启动发送按钮1-5的控制数据输出总线端分别连接第一微处理器单元1-2的一个控制数据输入总线端，第一通信单元1-4的通信数据输出输入总线端连接第一微处理器单元1-2的通信数据输出输入总线端，第一微处理器单元1-2的显示数据输出总线端连接第一显示单元1-3的数据输入总线端；
从节点2由第二键盘2-1、第二微处理器单元2-2、第二显示单元2-3、第二通信单元2-4组成；第二键盘2-1的控制数据输出总线端连接第二微处理器单元2-2的控制数据输入总线端，第二通信单元2-4的通信数据输出输入总线端连接第二微处理器单元2-2的通信数据输出输入总线端，第二微处理器单元2-2的显示数据输出总线端连接第二显示单元2-3的数据输入总线端；
主节点1的第一通信单元1-4的Modbus总线接口、从节点2的第二通信单元2-4的Modbus总线接口都依次连接在Modbus总线3上。
它的Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示的方法步骤为：
步骤一、启动系统，初始化主节点1、从节点2，初始化内容包括设置各处理器单元的定时器和串口工作模式、初始化各显示单元，并设置从节点2的地址为01h、定义计数器变量TCOUNT并将其初值设置为0；
步骤二、通过主节点1的第一键盘1-1对第一微处理器单元1-2的字符间隔时间进行设置，设置的3个字符间隔时间分别为：t1≤1.5倍字符时间，1.5倍字符时间<t2<3.5倍字符时间，t3≥3.5倍字符时间；
步骤三、通过主节点1中的第一键盘1-1输入两帧请求报文，分别为：报文1为01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；报文2为01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
步骤四、设置主节点1的发送报文为正确的报文，即帧内与帧间字符间隔时间符合Modbus协议；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤五、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型1，即将一帧报文拆分成两帧；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t3立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t3立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤六、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型2，即将两帧报文合并成一帧；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t1立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤七、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型3，即因发送报文的相邻字符的间隔时间不符合Modbus协议而导致产生错误字符；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t2立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t2立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤八、从节点2通过串口接收中断和定时器溢出中断来检测相邻两个字符之间的间隔时间；定时器工作在自动重载入模式，当定时时间达到0.5倍字符时间时，产生溢出中断；从节点2每接收到一个字符，即产生一个串口中断，在串口接收中断服务程序中对定时器和TCOUNT清零，定时器和TCOUNT立即重新开始计数；定时器每溢出一次，即对计数器变量TCOUNT做加1运算；根据TCOUNT的值解析报文：当TCOUNT≤5时，认为一帧报文尚未结束；当5≤TCOUNT<9时，认为上次接收到的字符为一帧报文的最末字符，而若在下次定时器中断之前接收到新的字符，则认为该字符为错误字符；当TCOUNT≥9时，认为其后接收到的字符为新一帧报文的首字符；
步骤九、从节点2根据接收到的字符和检测到的相邻字符之间的间隔时间，按照所解析的报文帧的组成来通过第二显示单元2-3显示报文，依次为：
“报文1：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文2：01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文3：01h，08h，00h，00h；
“报文4：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文5：01h，06h，11h，22h；
“报文6：CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文7：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1，01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文8：01h，08h，00h，00h；
“报文9：错误字符：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文10：01h，06h，11h，22h；
“报文11：错误字符：CCh，33h，CRCL2，CRCH2”。
本发明能设置正确或错误的Modbus RTU报文字符间隔时间，并能对相邻字符间隔时间进行检测与显示，其得出的结果直观，其报文内容能够体现正确的和三种错误的情况，有助于掌握Modbus RTU字符间隔时间对报文起止的界定机制，有助于Modbus总线教学实验和培训的开展。它的系统还具有结构简单的优点。
附图说明
图1是本发明系统的电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的系统由主节点1、从节点2、Modbus总线3组成；
所述主节点1由第一键盘1-1、第一微处理器单元1-2、第一显示单元1-3、第一通信单元1-4、启动发送按钮1-5组成；第一键盘1-1的控制数据输出总线端、启动发送按钮1-5的控制数据输出总线端分别连接第一微处理器单元1-2的一个控制数据输入总线端，第一通信单元1-4的通信数据输出输入总线端连接第一微处理器单元1-2的通信数据输出输入总线端，第一微处理器单元1-2的显示数据输出总线端连接第一显示单元1-3的数据输入总线端；
从节点2由第二键盘2-1、第二微处理器单元2-2、第二显示单元2-3、第二通信单元2-4组成；第二键盘2-1的控制数据输出总线端连接第二微处理器单元2-2的控制数据输入总线端，第二通信单元2-4的通信数据输出输入总线端连接第二微处理器单元2-2的通信数据输出输入总线端，第二微处理器单元2-2的显示数据输出总线端连接第二显示单元2-3的数据输入总线端；
主节点1的第一通信单元1-4的Modbus总线接口、从节点2的第二通信单元2-4的Modbus总线接口都依次连接在Modbus总线3上。
所述第一微处理器单元1-2、第二微处理器单元2-2中的微处理器都选用的是C8051F021；第一显示单元1-3、第二显示单元2-3都选用的是MS12864J型号液晶；第一键盘1-1、第二键盘2-1都选用的是欧姆龙键盘；启动发送按钮1-5选用的是欧姆龙按键；第一通信单元1-4、第二通信单元2-4都选用的是MAX485。
它的Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示的方法步骤为：
步骤一、启动系统，初始化主节点1、从节点2，初始化内容包括设置各处理器单元的定时器和串口工作模式、初始化各显示单元，并设置从节点2的地址为01h、定义计数器变量TCOUNT并将其初值设置为0；
步骤二、通过主节点1的第一键盘1-1对第一微处理器单元1-2的字符间隔时间进行设置，设置的3个字符间隔时间分别为：t1≤1.5倍字符时间，1.5倍字符时间<t2<3.5倍字符时间，t3≥3.5倍字符时间；
步骤三、通过主节点1中的第一键盘1-1输入两帧请求报文，分别为：报文1为01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；报文2为01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
步骤四、设置主节点1的发送报文为正确的报文，即帧内与帧间字符间隔时间符合Modbus协议；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤五、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型1，即将一帧报文拆分成两帧；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t3立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t3立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤六、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型2，即将两帧报文合并成一帧；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t1立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤七、设置主节点1的发送报文的字符间隔时间为错误类型3，即因发送报文的相邻字符的间隔时间不符合Modbus协议而导致产生错误字符；按下主节点1中的启动发送按钮1-5，主节点1发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t2立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t2立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤八、从节点2通过串口接收中断和定时器溢出中断来检测相邻两个字符之间的间隔时间；定时器工作在自动重载入模式，当定时时间达到0.5倍字符时间时，产生溢出中断；从节点2每接收到一个字符，即产生一个串口中断，在串口接收中断服务程序中对定时器和TCOUNT清零，定时器和TCOUNT立即重新开始计数；定时器每溢出一次，即对计数器变量TCOUNT做加1运算；根据TCOUNT的值解析报文：当TCOUNT≤5时，认为一帧报文尚未结束；当5≤TCOUNT<9时，认为上次接收到的字符为一帧报文的最末字符，而若在下次定时器中断之前接收到新的字符，则认为该字符为错误字符；当TCOUNT≥9时，认为其后接收到的字符为新一帧报文的首字符；
步骤九、从节点2根据接收到的字符和检测到的相邻字符之间的间隔时间，按照所解析的报文帧的组成来，通过第二显示单元2-3显示报文，依次为：
“报文1：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文2：01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文3：01h，08h，00h，00h；
“报文4：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文5：01h，06h，11h，22h；
“报文6：CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文7：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1，01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文8：01h，08h，00h，00h；
“报文9：错误字符：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文10：01h，06h，11h，22h；
“报文11：错误字符：CCh，33h，CRCL2，CRCH2”。
Claims (1)
1、Modbus RTU帧内与帧间字符间隔时间设置和检测显示的方法，其特征在于它的方法步骤为：
步骤一、启动系统，初始化主节点(1)、从节点(2)，初始化内容包括设置各处理器单元的定时器和串口工作模式、初始化各显示单元，并设置从节点(2)的地址为01h、定义计数器变量TCOUNT并将其初值设置为0；
步骤二、通过主节点(1)的第一键盘(1-1)对第一微处理器单元(1-2)的字符间隔时间进行设置，设置的3个字符间隔时间分别为：t1≤1.5倍字符时间，1.5倍字符时间<t2<3.5倍字符时间，t3≥3.5倍字符时间；
步骤三、通过主节点(1)中的第一键盘(1-1)输入两帧请求报文，分别为：报文1为01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；报文2为01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
步骤四、设置主节点(1)的发送报文为正确的报文，即帧内与帧间字符间隔时间符合Modbus协议；按下主节点(1)中的启动发送按钮(1-5)，主节点(1)发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤五、设置主节点(1)的发送报文的字符间隔时间为错误类型1，即将一帧报文拆分成两帧；按下主节点(1)中的启动发送按钮(1-5)，主节点(1)发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t3立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t3立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤六、设置主节点(1)的发送报文的字符间隔时间为错误类型2，即将两帧报文合并成一帧；按下主节点(1)中的启动发送按钮(1-5)，主节点(1)发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t1立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t1立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤七、设置主节点(1)的发送报文的字符间隔时间为错误类型3，即因发送报文的相邻字符的间隔时间不符合Modbus协议而导致产生错误字符；按下主节点(1)中的启动发送按钮(1-5)，主节点(1)发送报文中字符的发送顺序及时间间隔为：发送01h，发送完成后延迟t1立即发送08h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t1立即发送00h，发送完成后延迟t2立即发送AAh，发送完成后延迟t1立即发送55h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL1，发送完成后延迟t1立即发送CRCH1，发送完成后延迟t3立即发送01h，发送完成后延迟t1立即发送06h，发送完成后延迟t1立即发送11h，发送完成后延迟t1立即发送22h，发送完成后延迟t2立即发送CCh，发送完成后延迟t1立即发送33h，发送完成后延迟t1立即发送CRCL2，发送完成后延迟t1立即发送CRCH2；
步骤八、从节点(2)通过串口接收中断和定时器溢出中断来检测相邻两个字符之间的间隔时间；定时器工作在自动重载入模式，当定时时间达到0.5倍字符时间时，产生溢出中断；从节点(2)每接收到一个字符，即产生一个串口中断，在串口接收中断服务程序中对定时器和TCOUNT清零，定时器和TCOUNT立即重新开始计数；定时器每溢出一次，即对计数器变量TCOUNT做加1运算；根据TCOUNT的值解析报文：当TCOUNT≤5时，认为一帧报文尚未结束；当5≤TCOUNT<9时，认为上次接收到的字符为一帧报文的最末字符，而若在下次定时器中断之前接收到新的字符，则认为该字符为错误字符；当TCOUNT≥9时，认为其后接收到的字符为新一帧报文的首字符；
步骤九、从节点(2)根据接收到的字符和检测到的相邻字符之间的间隔时间，按照所解析的报文帧的组成来通过第二显示单元(2-3)显示报文，依次为：
“报文1：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文2：01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文3：01h，08h，00h，00h；
“报文4：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文5：01h，06h，11h，22h；
“报文6：CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文7：01h，08h，00h，00h，AAh，55h，CRCL1，CRCH1，01h，06h，11h，22h，CCh，33h，CRCL2，CRCH2；
“报文8：01h，08h，00h，00h；
“报文9：错误字符：AAh，55h，CRCL1，CRCH1；
“报文10：01h，06h，11h，22h；
“报文11：错误字符：CCh，33h，CRCL2，CRCH2”。
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| 以太网在工业领域的应用. 佟为明，陈培友，刘勇.电气应用，第24卷第10期. 2005 |
| 以太网在工业领域的应用. 佟为明，陈培友，刘勇.电气应用，第24卷第10期. 2005 * |
| 现场总线概述. 佟为明.低压电器，第4期. 2002 |
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| 配电自动化系统主站与子站PRTU间通信问题的研究. 张淑欣，佟为明，赵志衡.计算机应用，第25卷第4期. 2005 |
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| CN101094110A (zh) | 2007-12-26 |
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