64位WINDOWS 7下的WINDOWS XP虚拟机(因为win7下jtag没驱动，这驱动困扰了我好长时间，还因为装双系统失败而重装系统，资料都没了。最终用Vmware Workstation解决)。

采用AVR128单片机，C语言编写程序，avrstudio4setup.exe4.19 + WinAVR-20100110-install.exe + vr-toolchain编辑、编译、仿真。

所需器材：

1.USB接口JTAG仿真器+AVR128单片机(用jtag连接电脑后将后文中的C程序代码通过avrstudio4这个软件烧写进单片机的CPU中，至于avrstudio4的使用说明网上有很多，这里不再说明)：

2.SRD-5VDC-SL-C 1路 5V继电器驱动模块 ：

3.TCP232-T 串口转以太网双向以太网转串口TCP，IP转串口、RJ45转TTL。

4.智能手机一部

5.电灯....

1、系统设计：

1.AVR128 PORTD，操作继电器模块(后文有开发板和继电器的原理图，及连接方式)

2.AVR128 Usart0与TCP232-T通讯，接收指令转换PORTD电平

3.继电器模块，实现火线通断控制，进一部控制电器设备，本例控制电灯

4.TCP232-T模块，实现串行通讯与TCP通讯的通明传输。工作模式为Client，TCP协议，主动连接远程服务器。接收AVR128的指令，

智能手机，通过WEB网页或者应用软件控制远程电灯

2、指令协议(由遥控端发送到服务器，再由服务器广播到TCP232-T模块，再由单片机进行接下来的控制继电器部分,最后达到控制电灯的目的)

1.开灯指令：1212140400DBBF PORTD输出低电平，继电器模块获得低电位，常开状态转换为闭合状态

2.关灯指令：12121404FF9BFF PORTD输出低电平，继电器模块获得低电位，常开状态转换为闭合状态

3.查询灯状态指令：12121404AAxxxx获取PORTD状态并返回。

其中12121404为本例标识。TCP232-T模块成功连接服务端后，发送设备设备标识。本例为12121404,控制指令以12121404起头。

十六进制

发送1212140400DBBF

其中12121404为标识，00为开灯指令，DBBF为CRC检验码(用来检验控制端发送的16进制代码和服务器端收到的16进制代码是否相同，详见后文的C程序代码)

控制器返回[123.4.244.144:20108] 45

其中123.4.244.144为控制器IP地址，20108为控制器TCP端口，45表示指令格式正确，并被正确执行

控制器返回[123.4.244.144:20108] 4BDBBF

4BDBBF表示指令标识正确，但是CRC不正确，正确的CRC为DBBF

控制器返回[123.4.244.144:20108] 4B

非指令或者其他错误。

3、智能家居物联网控制器功能设计

电源，采用220转5V/200mA统一供电，其他部件由单片机提供VDD5V和VCC3.3V，单片机工作在5V状态(注意跳线)。

其中TCP232-T需要50mA才能稳定工作，SRD-5VDC-SL-C也需要50mA才能正确动作。所以采用独立电源。

共地设计。

花絮：实验过程中，使用计算机USB(2.0)供电，单独编程实验继电器能能正常动作，单独使用TCP232-T也能正常连接网络。联合调试的时候，继电器不动作。分析原因，起初以为单片机提供电流有限，负载能力差，后来考虑到单片机本身需要100mA左右电流，随采用独立电源供电，以提供更大电流。实验成功。

AVR单片机开发板

有两供电方，USB和独立电源，并有5V和3.3跳线。本例单片机工作在5V状态。

使用5V供电，3个接线柱，分别为电源正，控制线(低电位有效)，电源地。分别连接到电源正，AVR的PORTD口，电源地。

继电器模块输出(连接被控制设备，本例为电灯电源线中的火线)，有3个接口，中间为公共地，一端为常开状态，另一端为常闭状态。本例使用常开状态，接收用户指令，实现常开和闭和动作。

电源使用5V供电，串行通讯为TTL电平(<3.3V为0，3.5-5V为1。串口为-9V - +9V电平，〈0V为0，〉1V为1。两种接口不能接错)，TTL电平可以直接接单片机端口。

如果是TTL电平，直接POARTE0和POARTE1，如果是串口模块，接单片机开发板串口。串口只使用2，3，5三根线。

4、原理图

AVR开发板

PORTD接继电器模块，为简单，写端口0x00或者0xFF，以控制端口电平，实现控制继电器动作。

PORTE接8个LED，一般用来在开发过程中指示工作状态，本例最终版本无用。

POARTE0和POARTE1接TTL电平的TCP232-T模块的TXD和RXD

POARTE0和POARTE1另外设计连接MAX232转换芯片和接口，供串口设备通讯。

USART1接485转换口

另有电源总开关、复位键和4个键盘。

输入端，分别接电源正，PORTD任意一个，和电源地

输出端，使用常开接口，只能控制1条线路。其他空置悬空。

电源，电源正接VDD，电源地接GND。

?RJ45接口，标准的网口，使用1、2、3、6四根线

?串口端，TTL电平，RXD接POARTE0，POARTE1接TXD

?电源，电源正接VDD，电源地接GND。

?CFG空置，如果被拉底，比如接GND，则模块工作于串口设置模式，不响应网络连接。

?复位，接PORTF，复位通讯模块。

5、使用说明

服务器：

本软件使用VB编写

Modbus协议规定的传输媒介有串行总线和以太网两种，其中串行总线规定了ASCII模式和RTU模式两种传输方式。本软件以GB/T19582-2008为蓝本，实现Modbus协议的TCP模式、ASCII模式和RTU模式之间相互转换；并将UDP协议纳入TCP模式，实现广播通讯；模拟应答，没有物理设备也可以调试系统。扩展了TCP模式，开发出微型Webserver，实现了3种模式与HTTP协议之间的转换，使通用浏览器(比如Window的IE或者Andriod的浏览器)成为控制器。

 

RJ45，网口

J1，控制线，23公共，1为常开，4为常闭。可以控制250V以下电压，2A电流。

电源，5V

开关，总电源开关

本例使用RJ45口网络配置，专用软件。工作于Client模式，通过有线内部网络，连接公网SERVER。根据网络环境，设置静态IP，不支持DHCP。

可设置本机IP，网关，端口20108，和远程SERVER地址和端口8234。心跳设计，断网自动连接。

智能手机TCP应用软件模式：

用于局域网和广域网，本例为安卓应用软件

网上找到有个叫easytcp的软件比较好使，可以配合SERVER使用

智能手机WEB模式(不太稳定)：

用于广域网，本例为通用浏览器，支持HTML即可。HTTP协议，端口9000。

6、程序设计

这里给出核心代码

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//继电器模块编程设计

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#define Lamp_IOPORTD//继电器模块所在数据口

#define Lamp_DDRDDRD//方向寄存器

Lamp_IO=0xFF;//数据口为输出

Lamp_DDR=0xFF;

if((data_buf[RX_length-1]==0xFF) ||(data_buf[RX_length-1]==0x00))

{

usart_send(0x45);//将接收到的数据再发出去

Lamp_Display(data_buf[RX_length-1]);//写PORTD，控制继电器模块，继电器低电平有效，0xFF为关灯，0x00为开灯

}

//*************************************************************************

//USART通讯设计

//*************************************************************************

//由于采用通明传输，因此本例只涉及USART通讯编程，使用USART0，也就是PORTE0和PORTE1。

//初始化

#define baud9600//设置波特率的大小

#define baud_setting(uint)((ulong)F_CPU/(16*(ulong)baud)-1)//波特率计算公式

#define baud_h(uchar)(baud_setting>>8)//提取高位

#define baud_l(uchar)(baud_setting)//低位

void usart_init()

{

UCSR0A=0x00;//单倍速模式

UCSR0B=0xF8;//接收中断和发送中断允许

UCSR0C=(1<

UBRR0H=baud_h;//写波特率的值

UBRR0L=baud_l;

}

//发送数据

void usart_send(uchar data)

{

while( !( UCSR0A & (1<

UDR0 = data; //接收到的数据再发回电脑

delay_ms(2);

}

//数据接收结束中断向量

SIGNAL(SIG_USART0_RECV)//中断服务程序

{

uchar RxTemp;

RxTemp=UDR0;//将接收到的数据取出

usart_rx_data[RxReadIndex]=RxTemp;

if(++RxReadIndex> Rx_Buf_Size)//如果写接收缓冲区索引大于接收缓冲区的长度

RxReadIndex=0;//则索引重新清0

rx_flag=1;

}

//*************************************************************************

//CRC检验和判断

//*************************************************************************

uint get_crc(uint n)

{

uchar i,j;

CRC_word=0xffff;//赋值：0xffff

for(i=0;i

{

CRC_word^=(uint)data_buf[i];//计算CRC_word

for(j=0;j<8;j++)

{

if(CRC_word&0x0001)

{

CRC_word=CRC_word>>1;

CRC_word^=0xa001;

}

else

{

CRC_word>>=1;

}

}

}

return CRC_word;

}

判断

RX_length=RxReadIndex-2;//*256+data_buf[3];//取数据长度数据

RX_CRC_word=data_buf[RX_length+1]*256+data_buf[RX_length];//取CRC校验码

CRC_word=get_crc(RX_length);//计算接收数据校验码

if(CRC_word==RX_CRC_word)//校验数据比较

{}

两位CRC码提取

(CRC_word%256);

(CRC_word/256);

//*************************************************************************

//主程序

//*************************************************************************

int main(void)

{

system_init();//系统初始化

usart_init();//usart串口初始化配置

SREG|=0x80;//开启全局中断

while(1)

{

_delay_ms(50);//为串口中断方式延迟，这个很重要，本例通讯数据少，因此设置50

if((RxReadIndex>0) && (rx_flag==1))

{

cli();//全局中断无效，同SREG=0x00;

RX_data=&usart_rx_data[0];//指针接收数组首地址

for(read_count=0;read_count

{

data_buf[read_count]=*RX_data++;

usart_send(data_buf[read_count]);

}

receive_code_fun();

_delay_us(5);

RxReadIndex=0;//接收中断次数清零

rx_flag=0;

sei();//开全局中断，同SREG|=0x80;

}

}

}

server采用VB设计

使用控件，创建微WEB服务器，接受并解析HTTP协议，执行指令后返回HTML数据流。

指令只转发给受控制端。

主页源代码如下：

===========================

MODBUS调试---上海大学陈歌

MODBUS协议转换助手

ID

地址

数据

读开关量

02

读寄存器

04

这里显示的是，返回数据

普通数据发送

16进制

字符串

==================================