发布日期：2021/11/21

        很多时候，工业控制或者产品设计方面受到PLC这种功能确定，扩展麻烦，成本昂贵等方面的制约因素，需要独立开发一种特殊功能，但是又需要连接触摸屏通讯，工程师在这个方面往往需要花费很大功夫，现在我要帮大家解决的问题就是 单片机与人机界面触摸屏通讯的最简单，最有效的 2种方法，其实就是分为2种通讯协议，即工业标准的 Modbus RTU协议和工程师自己定义的 自由协议。

本实例采用其中一款人机界面作为参考，由广州三青创工自动化科技有限公司提供技术支持和公布单片机源代码，加上公司的人机界面支持自由协议等等先天优势，开发工程方便快捷有效。

 

方案比较：

方案一  modbus—rtu协议：

     优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大

     缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（我们提供MODBUS-RTU源代码，客户直接移植就可以，不必费心）

方案二   自由协议：

     优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议，单片机工程师比较容易接受，容易上手

     缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便 

  工程师可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；

现在我们重点介绍工业触摸屏人机界面的自由通讯协议。

首先下载工业触摸屏人机界面的组态软件，下载安装好软件之后，新建一个工程文件，

设备对应的是公司出产产品型号，通道是指设备代号，0是代表触摸屏本身，点击新增，出现如下设置：

接口选择可以为串口，CAN Bus和内部（共享内存）三种，这边我们选择串口，因为人机界面有1-2个串口，这些串口既可以做RS232，又可以做RS485，根据客户工程需求接线，通讯协议对应的就是单片机工程师需要用的协议，其中有Modbus rtu协议，自由协议Free Protocol，当然还包括西门子200，台达PLC，欧姆龙，三菱等协议，这里我们选择COM1自由协议Free Protocol，通讯速率57600，数据位8,1位停止位，偶校验，如下：

点击确定进入用户工程师的信息填写栏：

也可以直接点击完成进入画面编辑窗口：

到这里，我们就可以像拼图游戏一样拼自己喜欢的界面了，这边，我做一个最简单的工程如下用位按钮开关控制单片机的LED灯，采集单片机的数据（AD采集）显示在组态软件的数码管（可以电脑串口连接单片机在线模拟，方便开发工程）

然后我们要把位按钮的属性绑定到人机界面的系统寄存器，然后再用人机界面内置的宏指令通讯函数output函数把寄存器数据传输给单片机，让单片机接收这个指令之后进行动作控制，方法实现如下：

我们把位按钮1绑定到人机界面系统寄存器LB的第0个里面，再用一个LED指示灯观察按钮的状态（绑定系统寄存器LB0）

对于数码管显示，属性设置原来差不多，但是需要用input函数将从单片机采集的数据存储到人机界面系统寄存器，再通过宏指令函数映射显示出来，方法如下：

 

我们将通道一绑定到系统寄存器LD的第1个寄存器，LD是数据寄存器，LB是布尔量的位寄存器，注意两种寄存器的区别。

接下来我们要用到人机界面的组态软件内置的通讯函数，数学运算函数和其他函数了。由“设置”菜单那里进入到宏指令编辑器进入宏指令编辑：

点击新增，我们写一个宏指令通讯函数，向单片机发送控制指令和接受数据：

具体编程如下：

宏指令macro_1:

void Macro_main( )

{

unsigned char dat[4];

unsigned short dat1[4];

int re_dat; 

Input( 1, dat, 4, re_dat);

/*如果不明白函数使用，可以点击函数向导按钮查找函数使用说明

 

【描述】

第一个参数channel表示通道，如果通道为com1，则channel=1；如果通道为com2，则channel=2，数据类型为int。

第二个参数pString表示写入通道的字符串的地址，数据类型为unsigned char *。

第三个参数count表示字符串中的字符个数，数据类型为int。

第四个参数result表示Output函数运行后返回的结果，如果result大于0，则表示读写有效，数据类型为int。

注意：此函数只能用在freeprotocol(自由协议通道)中。

【用法】

Input(channel,pString,count,result);

【举例】

char srt[9];

int result;

Input(1,str[0],9,result);

*/

        dat1[0]=dat[0];

dat1[1]=dat[1];

dat1[2]=dat[2];

dat1[3]=dat[3];

SetWordData(0,1,1,16, dat1[0]);

SetWordData(0,1,2,16, dat1[1]);

SetWordData(0,1,3,16, dat1[2]);

SetWordData(0,1,4,16, dat1[3]);

}

macro_2：用于发送指令到单片机进行控制，主要用到output函数

static unsigned char key[3];

void Macro_main( )

{

bool key_data[16];

int re_dat; 

GetByteData(0, 1,0, 9, 0,key_data);

     key[0] = key_data[7]<<7 |  key_data[6]<<6 |  key_data[5]<<5 |  key_data[4]<<4 |  key_data[3]<<3 |  key_data[2]<<2 |  key_data[1]<<1 | key_data[0];

     //key[1]=key_data[15]<<7 |  key_data[14]<<6 |  key_data[13]<<5 |  key_data[12]<<4 |  key_data[11]<<3 |  key_data[10]<<2 |  key_data[9]<<1 | key_data[8];

      key[1]=key_data[8];

Output( 1, key, 2, re_dat);

       

}

对应单片机下位机的编程，作为单片机开发者应该都知道如何编程了.