Modbus协议转换板使用说明.docx
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Modbus协议转换板使用说明.docx
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Modbus协议转换板使用说明
QYLEDModbus协议转换板使用说明
一.概述
QYLED系列LED控制卡针对可变信息情报板(电子看板)做了大量的优化,并且首先推实时采集控件,把经常变化的内容抽象成若干个可控的显示区域,并可通过RS232/RS485/Ethernet等通讯方式更新显示区域的显示内容。
针对工厂电子看板,清源科技提供Modbus协议转换板,用来跟工厂里的具有Modbus功能的设备连接。
设备可通过Modbus实时修改指定的显示区域。
协议转换板支持以下几种功能:
内码文本直接显示;16位有符号/无符号转换为字符串显示;32位有符号/无符号转换为字符串显示;单精度浮点转换为字符串显示;素材列表(显示页)点播;第一个素材列表(显示页)里的图片组、多行文本按序号点播。
二.系统组成
系统包括2部分:
负责显示驱动的QYLED-x系列LED控制卡(x不同的后缀代表不同的产品类型)和负责协议转换的转换板。
系统示意图:
QYLED系列控制卡的资料可参考对应的使用手册。
协议转换板,负责解析Modbus协议,并且把传过来的数据根据不同的功能转换为QYLED可以识别的显示内容,然后发送到QYLED控制卡,控制卡就在LED显示屏上显示出来。
协议转换板提供2个串口,COM1是RS232,连接QYLED控制卡的串口,波特率跟QYLED控制卡匹配,默认为96008N1;COM2是RS485用来连接设备的Modbus协议,波特率可通过配置软件进行设置,跟设备一致。
COM2支持ModbusRTU和ASCII两种模式,只能设为从站,从站地址也通过配置软件进行设置,电气特性为RS485。
三.硬件连接
以下为协议转换板实物图:
正面接口
J7电源接口直流5V输入(有防接反保护,没有过压过流保护)
背面接线图
DB9串口2-MCUTX2-MCURX5–GND
1—485_A+9—485_B-
DB9的第2,3,5传输的是RS232信号,对应MCU串口0(COM1),他连接QYLED控制卡的串口(用双母头交叉线)。
DB9第1和9脚,传输的是RS485信号,对应MCU的串口1(COM2),连接到PLC的485
四.配置说明
Modbus协议转换板,支持01读线圈、03读取保持寄存器、04读输入寄存器、05写单个线圈、06写单个寄存器、15写多个线圈、16写多个寄存器。
QYLED控制卡支持高达64个实时采集项,协议转换板对地址重新映射,把Modbus读写的地址根据功能划分区域,并分别映射到LED显示屏上显示区域,用户就可通过Modbus修改实时显示内容。
地址映射表:
协议板功能
Modbus功能码
Modbus地址
QYLED采集项编号
备注
文本转换
06、16
0x0000-0x00FF
1-64
16位无符号
06、16
0x1000-0x10FF
1-64
16位有符号
06、16
0x2000-0x20FF
1-64
32位无符号
06、16
0x3000-0x30FF
1-64
32位有符号
06、16
0x4000-0x40FF
1-64
单精度浮点
06、16
0x5000-0x50FF
1-64
显示页点播
06、16
0x6000-0x600F
图片组按序号点播
06、16
0x7000-0x70FF
显示页点播
05、15
0x0000-0x00FF
图片组按序号点播
05、15
0x100-0xFFFF
用户向协议转换板上表中的地址写入数据时候,协议板不管数据有没有变化都会马上转发到QYLED控制卡。
1.文本转换
协议转换板不对数据进行处理,而且看做显示的内码直接发送到QYLED,LED显示屏显示内码对应的文字。
地址0x0000-0x00FF一共有256个16位地址,汉字的内码也是16位,也就是说,可以在LED显示屏上最大可以处理256个汉字。
256个汉字对应64个采集编号编号,每个采集项支持4个汉字,在配置QYLED显示模板时,显示区域必须设置为4个汉字宽度。
例子1:
有个LED显示屏分辨率为128*64,128点长64点高。
一个汉字最小需要16*16点,把屏幕划分为8字*4行,可显示32个16*16的汉字。
地址对应表如下:
0x0000
0x0001
0x0002
0x0007
0x0008
0x0009
0x000a
0x000F
0x0010
0x0017
0x0018
0x001F
对地址0x0000写入0xBAC3(“好”字的内码),则在屏幕第一行第1个16*16的点阵区域显示“好”;对0x0001写入0x3132(0x31是“1”的内码,0x32是“2”的内码),在第一行第2个16*16点阵区域显示“12”;以此类推。
最多可控制的地址为0x0000-0x00FF,对应256个汉字。
0x000-0x0003对应的采集项编号为1,0x000-0x0003对应的采集项编号为2,以此类推,0x001C-0x001F对应的采集项编号为8。
用QYLED内容编辑软件编辑显示模板时,添加8个区域,每个区域大小设置为16*64点,每一个区域添加一个实时采集控件,并且设置需要对应采集编号,否则不能正确显示。
模板编辑参考QYLED使用手册。
例子2:
有个LED显示屏分辨率为128*64,128点长64点高。
实时显示的汉字选择32*32点,则屏幕划分为4字*2行,可显示8个32*32的汉字。
地址对应表如下:
0x0000
0x0001
0x0002
0x0003
0x0004
0x0005
0x0006
0x0007
0x0008
0x0009
0x000A
0x000B
0x000C
0x000D
0x000E
0x000F
对地址0x0000写入0xBAC3(“好”字的内码),则在屏幕第一行第1个32*32的点阵区域显示“好”;对0x0001写入0x3132(0x31是“1”的内码,0x32是“2”的内码),在第一行第2个32*32点阵区域显示“12”;以此类推。
最多可控制的地址为0x0000-0x00FF,对应256个汉字。
0x000-0x0003对应的采集项编号为1,0x000-0x0003对应的采集项编号为2,以此类推,0x000C-0x000F对应的采集项编号为4。
用QYLED内容编辑软件编辑显示模板时,添加4个区域,每个区域大小设置为32*128点,每一个区域添加一个实时采集控件,并且设置需要对应采集编号,否则不能正确显示。
模板编辑参考QYLED使用手册。
QYLED实时采集文本显示只负责转发内码到实时采集编号对应的显示区域,显示的大小由显示模板确定(16*16点还是32*32点);如果显示模板设置的区域大小小于4个汉字,那么超出的部分将不被显示。
例如,在例子1中,向地址0x0000连续写入0x3132,0x3334,0x3536,0x3738,但是区域1(采集编号1所在区域)的大小设置为16*48,那么在第一行只能显示“123456”。
实时采集采集区域的宽度必须是以汉字宽度为单位的。
2.16位无符号/有符号
协议转换板根据不同的地址把16位数据转换成不同的字符串显示:
Modbus地址
显示方式
例子
备注
0x1000-0x103F
整型6个数字右对齐
“54321”
0x1040-0x107F
除以10整型5+1个数字右对齐
“5432.1”
0x1080-0x10BF
除以100整型4+2个数字右对齐
“543.21”
0x10C0-0x10FF
左对齐(多少个数字似乎模板配置区域宽度)
“54321”
0x2000-0x203F
有符号整型6个数字右对齐
“-11215”
0x2040-0x207F
有符号除以10整型5+1个数字右对齐
“-1121.5”
0x2080-0x20BF
有符号除以100整型4+2个数字右对齐
“-112.15”
0x20C0-0x20FF
有符号左对齐(多少个数字似乎模板配置区域宽度)
“-11215”
每组64个地址(16位数据),对应采集项编号1-64。
例子3:
显示屏设置了一个16*48的区域,并且采集项编号设置为1。
设备往Modbus地址0x1000写入0xD431(十进制54321),这个区域显示:
如果往0x1040写入0xD431,这个区域显示:
如果往0x1080写入0xD431,这个区域显示:
如果往0x10C0写入0xD431,这个区域显示:
如果往0x2000写入0xD431,这个区域显示:
如果往0x2040写入0xD431,这个区域显示:
(区域太小,.5被忽略掉)
如果往0x2080写入0xD431,这个区域显示:
(区域太小,15被忽略掉)
如果往0x20C0写入0xD431,这个区域显示:
3.32位无符号/有符号
协议转换板根据不同的地址把32位数据转换成不同的字符串显示:
Modbus地址
显示方式
例子
备注
0x3000-0x303F
整型10个数字右对齐
“87654321”
0x3040-0x307F
除以10整型7+1个数字右对齐
“8765432.1”
0x3080-0x30BF
除以100整型6+2个数字右对齐
“876543.21”
0x30C0-0x30FF
左对齐(多少个数字似乎模板配置区域宽度)
“87654321”
0x4000-0x403F
有符号整型10个数字右对齐
“-87654321”
0x4040-0x407F
有符号除以9整型7+1个数字右对齐
“-8765432.1”
0x4080-0x40BF
有符号除以100整型6+2个数字右对齐
“-876543.21”
0x40C0-0x40FF
有符号左对齐(多少个数字似乎模板配置区域宽度)
“-87654321”
每组32个地址(32位数据),对应采集项编号1-32。
4.单精度浮点
协议转换板根据不同的地址把单精度浮点转换成不同的字符串显示:
Modbus地址
显示方式
例子
备注
0x5000-0x503F
左对齐浮点1个小数点保留
“5432.1”
0x5040-0x507F
左对齐浮点2个小数点保留
“543.21”
0x5080-0x50BF
左对齐浮点3个小数点保留
“54.321”
0x50C0-0x50FF
左对齐(多少个数字似乎模板配置区域宽度)
“54321”
每组32个地址(32位数据),对应采集项编号1-32。
浮点数过大时候,小数点有可能显示不正确,跟浮点数的存储方式相关。
整数部分+小数部分大约为8个。
5.素材列表(显示页)点播
素材列表(显示页)点播有2个地址空间,一个是寄存器0x6000-0x600F,16*16位寄存器,每一位对应一个素材列表(显示页)。
如0x6000的第0位对应第1个素材列表(显示页),第2位对应第3个素材列表(显示页),以此类推,0x600F的第15位对应第256个素材列表(显示页)。
当对应位被写入为1时,协议转换板点播对应的素材列表(显示页);另外一个是线圈0x0000-0x00FF,256个线圈状态对应256个素材列表(显示页),ON时点播对应的素材列表(显示页)。
所有的点播信息在发送完毕点播命令后,状态会被自动清除。
如果连续写入若干个位(或者线圈),系统将根据设定的时间间隔,按地址从低往高逐个点播。
如果选择了“空闲时点播第一个素材列表(显示页)”,那么在点播完最后一个素材列表(显示页)后,再经过设定的时间间隔(进入空闲状态,没有素材列表(显示页)需要点播),系统会自动点播第1个素材列表(显示页)。
并且此时的编号将所有往后对应1个。
0x6000的第0位表示第2个素材列表(显示页),0x600F的第14位表示第256个素材列表(显示页),0x600F的第15位表示第1个素材列表(显示页)。
点播一个不存在的显示页,QYLED将自动返回播放第1个素材列表(显示页)。
6.第一个素材列表(显示页)里的图片组、多行文本按序号点播
按序号点播只能点播第一个素材列表(显示页)里的图片,素材包括图片组和多行文本。
图片组和多行文本在存储时都是顺序保存,因此才能使用按序号点播。
按序号点播有2个地址空间,第一个是寄存器0x7000-0x70FF,对应65536个序号,0x7000第0位对应第1个序号,0x70FF第15位对应第65536个序号。
第二个是线圈0x0100-0xFFFF,对应65280个序号。
0x0100对应第1个序号,0xFFFF对应第65280个序号。
如果连续写入若干个位(或者线圈),系统将根据设定的时间间隔,按地址从低往高逐个点播。
如果选择了“空闲时点播第一屏内容”,那么在点播完最后一屏内容后,再经过设定的时间间隔(进入空闲),系统自动点播第一个序号(屏)内容。
并且此时的编号将所有往后对应1个。
0x7000第0位对应第2个序号,0x70FF第14位对应第65536个序号,0x70FF第15位对应第1个序号。
0x0100对应第2个序号,0xFFFE对应第65280个序号,0xFFFF对应第1个序号。
五.参数配置软件
系统提供PC端参数配置软件,用于配置一些基本参数:
Modbus通讯方式、从站地址、串口通讯设置、以及点播相关的配置。
参数配置软件支持串口和网络UDP方式连接协议转换板。
串口方式需用COM1(正常工作时,这个串口是通过双母头交叉线连接到QYLED控制卡的)通过双母头直通串口线跟PC连接。
在设置->通讯里面选择RS232,选择连接到当前PC的串口,波特率可随意设置(自动检测协议转换板COM1使用的波特率)。
网络UDP方式,协议转换板正常工作时COM1是连接到QYLED控制卡的,QYLED具有网络转发功能,因此可以通过网络UDP的方式配置。
在设置->通讯里面选择UDP,IP地址输入当前连接协议转换板的IP,端口固定为8800。
点击“查看版本”,将返回协议转换板的版本信息:
Modbus协议可选RTU和ASCII模式,TCP不支持;
本站地址,协议板地址,1-255;
串口配置跟通讯Modbus主站一致;
空闲时点播第一屏内容:
当系统不存在点播时,点播第一屏内容;
空闲时点播第一个素材列表(显示页):
当系统不存在点播时,点播第一个素材列表(显示页);
点播时间间隔,是指存在多个素材列表(显示页)或者多屏内容时,点播的是时间间隔。
根据需要配置以上参数,点击“配置参数”,提示配置成功与否:
回读检查是否配置正确,点击“查看配置”:
六.注意事项
1.地址空间
文本转换(0x0000-0x00FF)、16位有符号(0x1000-0x10FF)、16位有符号(0x2000-0x20FF)、32位有符号(0x3000-0x30FF)、32位有符号(0x4000-0x40FF)、单精度浮点(0x5000-0x50FF),以上6种地址对应的编号是统一的,如果2个实时采集项对应同一个编号,那么2个显示区域显示的内容是一样的。
此外,地址虽然不一致,但是保存数据的空间是一致的(只提供了256*16bit数据保存空间),因此多种显示方式混编的时候需要特别注意,不可以重叠,否则会引起显示不正确。
例如,写入0x2000会影响写入0x1000的数据,同样写入0x3000、0x4000、0x5000不但会影响0x1000的数据而且还会影响到0x1001的数据,因为32位和浮点是占用了2个16位地址空间,同样写0x000地址不但影响0x1000,还影响0x1001,0x1002,0x1003,因为对于文本转换,一个采集编号对应4个16位地址。
2.实时采集显示区域宽度
使用QYLED内容编辑软件设置实时采集的区域宽度时,需注意必须按汉字宽度对齐。
比如实时采集选择的是16*16点字体,那么区域的宽度必须是16的倍数;同理选择32*32点字体,那么区域宽度必须是32的倍数。
3.点播时间间隔和页面停留时间
页面停留时间是指一屏内容在LED显示屏上面完全显示后,停留的时间。
停留时间是编辑内容的时候设定的,范围是1-255,1个单位代表5秒,20表示100秒,255表示无限停留(不切换其他显示页)。
点播时间间隔指的是发送完毕本次点播命令后,再处理一下次点播之间需要的等待时间。
配合页面停留时间,可以实现复杂的场景切换。
例子4:
某工厂设备警告信息,通过LED显示屏显示告警,一共存在30条警告信息,没有报警信息时候显示“安全生产”。
分析:
采用图片组按序号点播。
警告信息为固定内容,可做成满屏显示的图片,通过0x0100-0x011E线圈控制点播,并且选择“空闲时点播第一屏内容”,设定点播时间间隔为5秒。
在编辑显示模板的时候,选择图片组,第1屏导入“安全生产”的图片,其他的警告信息依次导入。
并且设置图片的停留时间为255(永远停留)。
实际工作的时候,LED显示屏播放第一屏内容,设置的停留时间为255,所以一直显示当前图片,直到有命令要求切换。
当产生警告时,设备对对应的地址写1,协议转换板发送点播对应的警告信息序号,此时LED显示屏播放对应的警告信息,经过5秒后,系统点播第一屏内容,即“安全生产”。
多个警告产生时,按地址从小到大点播,每隔5秒点播一下屏内容,直到点播完最后一个警告信息,进入空闲状态点播第一屏内容。
如果在显示的5秒内,设备再次往0x0100-0x011E写入警告信息,那么协议转换板将继续点播,直到所有的警告消除。
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