MODBUS 协议在HMI中如何应用？
在人机界面设计应用中，经常碰到需要与自行设计的单片机控制板通讯的情况。在这些应用环境下，MODBUS 协议是 HMI 与设备间实现主从通信模式中的一种方式。
下面用单片机（以下称为 MCU）和 HMI 通过 MODBUS 协议（用 RTU 传输模式）的通信，来介绍如何使用MODBUS 协议实现 HMI 与 MCU 间通信。
HMI 与 MCU 间通过 MODBUS 协议通信主要有下面两种主从方式：
表6 MODBUS 协议通信的两种主从方式
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主/从 |
使用通讯协议 |
优点 |
缺点 |
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HMI 作主设备 MCU 作从设备 |
Modbus RTU |
HMI 直接访问 MCU 映射出来的 0X，1X，3X，4X 寄存器。 |
MCU 作为从设备，必须不断响应 HMI的查询，CPU 占用率高；MCU 须采用中断方式响应，编程相对困难。 |
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MCU 作主设备 HMI 作从设备 |
Modbus RTU Slave |
MCU 作为主设备，可以主动发起通讯，不必占用过多 CPU 时间。HMI 本地地址 LW，LB 被映射为4X，0X 寄存器，由 MCU 写入或读取。 |
HMI 组态上 LW 数据被修改时，必须通过 MCU 的定期查询才能被读出，实现起来不方便。MCU 只能访问 HMI 本地字（LW），本地位（LB） |
HMI 作主，MCU 作从，使用 Modbus RTU 协议（HMI 作从，MCU 作主就不做说明了）：
MCU 与 HMI 使用标准的 Modbus RTU 协议进行通信，HMI 为主控端， MCU 为从属端，在 MCU 中，需要编写通信中断服务程序，处理来自 HMI 的通讯请求。MCU 须支持标准 Modbus RTU 协议，同时 MCU 须映射出 0X，1X，3X，4X 寄存器（其中 0X，1X 为位寄存器；3X，4X 为字寄存器）
通讯的推荐参数为 19200，8 数据位，1 停止位，无校验位。协议支持除 7 数据位之外的所有设置组合。波特率范围1200－115200。
通讯处理流程
首先，HMI 发送一个请求给 MCU， MCU 接受请求之后，给 HMI 回复一个响应。MCU 能访问 HMI 中 4X，3X，0X，1X 寄存器，地址范围均为 1～65535。
HMI 上电通讯处理流程，当 HMI 上电后
（1）如果组态工程页面中没有放置任何元件，则 HMI 不会对外发送任何通讯数据包
（2）如果组态工程页面中放置了元件，且这些元件地址类型均为本地类型（LW，RW，RWI，LB，RB，RBI，LW.B），
则 HMI 不会对外发送任何通讯数据包
（3）如果组态工程页面中放置了元件，且这些元件地址类型不为本地类型，为 0X，1X，3X，4X，则 HMI 不断扫描
组态页面的这些寄存器，不断对外发送通讯数据包
（4）当使用定时器元件进行位元件批量写（连续地址传输个数大于 1）的时候，HMI 所发数据包中会封装功能码：
0x0F
（5）当使用定时器元件进行字元件批量写（连续地址传输个数大于 1）的时候，HMI 所发数据包中会封装功能码：0x10
（6）使用配方元件进行下载操作（即把 HMI 中本地字寄存器 RW 数据下载到 MCU 相应寄存器中）。
