ModbusRTU控制LED灯
# Smart ModbusRTU控制LED灯
# 1. 说明
范例采用ModbusRTU通讯协议，控制驳接在Arduino上的LED灯。ModbusRTU传输方式为1个主机对应多个从机，此时使用从机的从机号来做识别，如果主机传输的从机号对应到该从机的号码，如果格式正确该从机会作回应。因此在Modbus传输中，每个从机都是被动的，在运行过程中会不断监听是否有收到请求。范例中的Arduino ModbusRTU设置为从机，等待主机发出指令进行各种控制活动。每个从机都有固定的保持寄存器的地址，需参照规范来进行存取。范例中也设置从机号与控制参数的地址。
范例中使用TTL转RS-485模块（简称为TTL485）,作为数据传输转换的装置，用于PC设备与Modbus RTU设备间的数据传输，单条485总线可以支持32个ModbusRTU设备。范例中采用TTL485扩展Arduino开发板在ModbusRTU的功能。TTL485与Arduino开发板的连接方式如下：
| TTL485针脚 | Arduino针脚 | 功能 |
|---|---|---|
| RO | RX | 接受信息 |
| RE | D2 | 收发控制 |
| DE | D2 | 收发控制 |
| DI | TX | 发送信息 |
| VCC | 5V | 供电 |
| GND | GND | 接地线 |
通过范例学习，可以掌握 ModbusRTUWriteChannel控件的基本设置，并结合Arduino开发板通过ModbusRTU进行LED灯的控制功能。
# 2. 零件连接图
# 3. 使用零件
| 序 | 零件名称 | 数量 |
|---|---|---|
| 1 | Arduino UNO R3 开发板 | 1 |
| 2 | USB数据线 | 1 |
| 3 | TTL转RS-485模块 | 1 |
| 4 | USB转485接头 | 1 |
| 5 | 面包板 | 1 |
| 6 | 杜邦线 | 若干 |
| 7 | LED灯 | 1 |
| 8 | 220欧姆电阻 | 1 |
# 4. Arduino流程图
# 5. Arduino程序
使用Arduino IDE 编译并上传以下Arduino程序。
// 使用链接库 https://drive.google.com/file/d/0Bx5wWRfN_z7oMDlZMDhWbXM2VFU/view
// 使用扩充模块 Arduino Sensor Shield 传感器扩展板 V5 XBee RS485
#include <modbus.h>
#include <modbusDevice.h>
#include <modbusRegBank.h>
#include <modbusSlave.h>
#define LED_PIN 8 // 定义LED PIN为8
modbusDevice regBank; // 宣告 Modbus
modbusSlave slave;
#define RS485TxEnablePin 2
#define RS485Baud 9600
#define RS485Format SERIAL_8N1
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // 设定PIN 8为输出模式
regBank.setId(3); // 设置 Modus 从机号=3
regBank.add(40001); // 设置会使用到之 Holding Register 之地址
regBank.add(40002);
slave._device = ®Bank; // 启动 modbus RTU
slave.setBaud(&Serial,RS485Baud,RS485Format,RS485TxEnablePin);
}
void loop() {
// PIN 8输出为HIGH or 1 ,LED点亮 输出为LOW or 0,LED熄灭
digitalWrite(LED_PIN, regBank.get(40001));
delay(500); //延时500ms
slave.run();
delay(500);
}
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
# 6. 设计明细
开启Smart智慧控制平台，分别加入下插图之控件。或者通过点击菜单栏[文件]-[打开项目]选择范例项目文件来打开该范例。
①：TLabel组件，控件名称为Label1。
②：TImage组件，控件名称为Image1。
③：TImage组件，控件名称为Image4。
④：TModbusRTUChannel组件，控件名称为ModbusRTUReadChannel1。
⑤：TModbusConnection组件，控件名称为ModbusConnection1。
⑥：TImage组件，控件名称为Image3。
⑦：TImage组件，控件名称为Image2。
⑧：TModbusRTUWriteChannel组件，控件名称为ModbusRTUWriteChannel1。
Main窗体属性设置
ClientHeight：窗体客户区高度=624。ClientWidth：窗体客户区宽度=918。
①Label1属性设置
AutoSize：是否根据字体调整控件大小，设置为True。Caption：标签内容，设置为ModbusRTU之LED智能照明。
②Image1属性设置
Align：设置控件占满=alClient。Stretch：设置图片是否按照控件大小拉伸=Yes。Picture：设置图片（背景）。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。
③Image4属性设置
Height：设置控件高度=109。Width：设置控件宽度=109。Picture：设置图片（背景）。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。
④ModbusRTUReadChannel1属性设置
ModbusList：设置连接列表。点击ModbusList属性右侧的[...]按钮，打开列表编辑界面。点击左上角的新增按钮新增一项ModbusList项目，选择对应的项进入到项目的属性界面。
- ModbusList[0]属性设置
ConnectionMode：设置连接的模式，设置为cmClient。DataControl：设置绑定控件，设置为Image3。DataFields：设置绑定的控件属性，设置为Visible。DataType：设置Modbus读取/写入的数据类型，设置为dtBinary。FunctionCode设置使用ModbusRTU的写入指令，设置为fc03。ModbusConnection：Modbus连接的组件对象，设置为ModbusConnection1。RegCount：Modbus设备读取/写入寄存器的位数，设置为1。StartReg：Modbus设备读取/写入寄存器的起始位置，设置为0。对应的Modbus保持寄存器的地址位为0。ServerAddress：Modbus设备服务的地址（从机号），定义为3。
⑤ModbusConnection属性设置
BaudRate：串口通信速率设定，此处设置为br9600。DataBits：设定串口单次传输的数据位数，此处设置为db8。Parity：设定串口通信的校验方式，此处设置为psNone。Port：设定串口的通信端口，此处根据实际连接的端口设置。StopBits：设定串口通信的停止位，此处设置为sb1。
⑥Image3属性设置
Height：设置控件高度=367。Width：设置控件宽度=909。Picture：设置图片（灯亮）。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。
⑦Image2属性设置
Height：设置控件高度=366。Width：设置控件宽度=909。Picture：设置图片（灯灭）。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。
⑧ModbusRTUWriteChannel1属性设置
ModbusList：设置连接列表。 点击ModbusList属性右侧的[...]按钮，打开列表编辑界面。点击左上角的新增按钮新增一项ModbusList项目，选择对应的项进入到项目的属性界面。
- ModbusList[0]属性设置
ConnectionMode：设置连接的模式，设置为cmClient。DataType：设置Modbus读取/写入的数据类型，设置为dtBinary。FunctionCode设置使用ModbusRTU的写入指令，此处设置为fc06。ModbusConnection：Modbus连接的组件对象，此处设置为ModbusConnection1。RegCount：Modbus设备读取/写入寄存器的位数，此处设置为1。StartReg：Modbus设备读取/写入寄存器的起始位置，此处设置为0。对应的Modbus保持寄存器的地址位为0。ServerAddress：Modbus设备服务的地址，此处设置为3。
# 7. 程序设计
# 7.1. 程序初始设置
在程序初始运行时，设置连接为活动状态，并读取LED灯的状态。
constructor TMyHandler.Create(AOwner: TComponent);
begin
FThis :=TBaseForm(AOwner);
//读取当前灯状态
FThis.ModbusConnection1.Active := True;
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].DataValue := 1;
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].execute;
FThis.Image3.Visible := True;
end;
2
3
4
5
6
7
8
9
# 7.2. 事件设置
- ③Image4-OnClick事件
点击Image4时，根据程序中的LED灯显示状态，开启或者关闭LED灯。
procedure TMyHandler.Image4Click;
begin
//ShowMessage(FloatToStr(FThis.ModbusRTUReadChannel1.ModbusList[0].DataValue));
if FThis.Image3.Visible then
begin
//关灯
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].DataValue := 0;
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].execute;
FThis.Image3.Visible := False;
end
else
begin
//开灯
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].DataValue := 1;
FThis.ModbusRTUWriteChannel1.ModbusList[0].execute;
FThis.Image3.Visible := True;
end;
end;
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
# 8. 运行结果
通过工具栏保存，将程序保存为 sdb 项目文件。
使用鼠标点击工具栏运行（Run），测试运行结果。当点击右侧开关按钮图像时，如果底下照明灯显示为熄灭的状态，则会更新状态为点亮，同时连接到Arduino的LED灯也会点亮；如果照明灯显示为点亮的状态，则会更新状态为熄灭，同时连接到Arduino的LED灯会熄灭。
