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计算机控制系统课程设计

课程设计任务书

分院

信息科学与工程学院

专业

自动化

学生姓名

xxx

学号

0803010130

设计题目

基于触摸屏的振动故障测试仪设计

内容及要求：

1设计内容

1.1分析振动测试仪系统；

1.2触摸屏及其它器件的选择；

1.3硬件电路的设计；

1.4软件的简要介绍。

2设计要求

2.1通过触摸屏显示振动测试结果；

2.2设计触摸屏界面美观；

2.3可通过触摸屏查看一些相关数据或曲线。

进度及安排：

1.查资料（2天）

2.振动故障检测软、硬件设计（3天）

3.触摸屏界面设计（3天）

4.写报告（2天）

指导教师（签字）：

年月日

分院院长（签字）：

年月日

摘要

触摸屏是人－机交互系统中一颗耀眼的明星。

传统的控制系统一般使用按键和指示灯来操作和监视系统，但很难实现系统工艺参数的现场设置和修改，也不方便对整个系统的集中监控。

而触摸屏由于操作简便、界面美观、人－机交互好等优点，在控制领域得以广泛的应用。

这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。

本设计主要设计了一个基于触摸屏的振动故障测试仪，通过传感器对振动的测量并转换为数字信号，送到单片机进行处理，包括采样，滤波等软件实现，而触摸屏在此起到一个人机界面的作用，其友好的人机界面显示及操作，使它能在界面上显示所测得的振动曲线及幅值、频率等数据还有其它的一些常用操作。

关键字：

触摸屏，采样，振动测量

目录

１　触摸屏1

1.1触摸屏的基本原理1

1.2触摸屏的分类1

1.2.1电阻触摸屏1

1.2.2电容技术触摸屏2

1.2.3红外触摸屏2

1.2.4表面声波触摸屏3

1.3触摸屏检测方法与维修技巧4

1.4触摸屏的发展趋势4

2振动测试方法6

2.1工程振动测试方法6

2.2传感器的机械接收原理7

3.振动故障测试仪的硬件电路设计9

3.1振动测试系统的总体方案9

3.2　压电传感器的选择9

3.3信号处理电路9

3.3.1电荷放大器10

3.3.2电压放大器11

3.3.3带通滤波器11

3.3.4功率放大器11

3.4微处理器的选取12

3.5触摸屏的设计13

3.5.1单片机与触摸屏通讯13

3.5.2　MODBUS协议13

3.5.3触摸屏的界面设计16

4控制电路的软件设计18

4.1软件滤波子程序18

4.2采样子程序流程图18

5结束语20

参考文献21

１　触摸屏

1.1触摸屏的基本原理

触摸屏的基本原理是：

用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触控屏触摸屏的时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输入的信息。

触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。

其中，触控屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行；触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触控屏控制卡。

1.2触摸屏的分类

1.2.1电阻触摸屏　

电阻触摸屏的触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层触摸屏的玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们隔开绝缘。

当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，这种接通状态被控制器侦测到后，进行A／D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得到触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

电阻类触摸屏的触摸屏的关键在于材料科技。

电阻屏根触摸屏的据引出线数多少，分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏。

电阻式触摸屏在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层，最外面的一层OTI涂层作为导电体，第二层OTI则经过精密的网络附上横竖两个方向的+5V至0V的电压场，两层OTI之间以细小的透明隔离点隔开。

当手指接触屏幕时，两层OTI导电层就会出现一个接触点，电脑同时检测电压及电流，计算出触摸的位置，反应速度为10-20ms。

五线电阻触摸屏的触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层触摸屏的由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。

镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触控屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。

电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。

电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触控屏而导致报废。

不过,在限度之内，划伤只会伤及外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系,而对四线电阻触摸屏来说是致命的。

1.2.2电容技术触摸屏

电容技术触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。

电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。

当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触控屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。

这个电流分从触控屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

电容触控屏的特点：

■对大多数的环境污染物有抗力。

■人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重。

■带手套不起作用。

■需经常校准。

■不适用于金属机柜。

■当外界有电感和磁感的时候，会使触摸屏失灵。

1.2.3红外触摸屏

红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。

红外触控屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。

用户在触控屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。

任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触控屏操作。

红外触控屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触控屏产品最终的发展趋势。

采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障，如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等等问题。

红外线触控屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率，必将替代其它技术产品而成为触控屏市场主流。

过去的红外触摸屏的触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定，因触摸屏的此分辨率较低，市场上主要国内产品为32x32、40X32，另外还有说红外屏对光照环境因素比较敏感，在光照变化较大时会误判甚至死机。

这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点。

而最新的技术第五代红外屏的分触摸屏的辨率取决于红外对管数目、扫描频率以及差值算法，分辨率已经达到了1000X720，至于说红外屏在光照条件下不稳定，从第二代红外触摸屏开始，就已经较好的克服了抗光干扰这个弱点。

第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品，它实现了1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别，可长时间在各种恶劣环境下任意使用。

并且可针对用户定制扩充功能，如网络控制、声感应、人体接近感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。

原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差，其实红外屏完全可以选用任何客户认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能，这是其他的触摸屏所无法效仿的。

1.2.4表面声波触摸屏　

发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。

因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。

发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。

当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触控屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。

接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。

之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。

除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。

其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。

三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。

1.3触摸屏检测方法与维修技巧

触摸屏一般有4条线。

其一线为X正，二线Y正，三线为X负，四线为Y负。

用万用表二极档位。

先测一线和三线（也就是X正和X负），看是否有组值，在测二线和四线（即Y正和Y负），是否有组值。

若都有阻值，在用二极管档位，点住一线和四线，后用手点击表面（即触摸屏任何部位）。

若有阻值出现，证明此触摸屏是好的。

若没阻值即是坏的。

如果装上触摸屏后，某些部位点击出现误差。

测一下主板与液晶是否有问题，若没问题那就是触摸屏本身质量较差。

1.4触摸屏的发展趋势

目前触摸屏的应用范围从以往的银行自动柜员机、工控计算机等小众商用市场，迅速扩展到手机、PDA、GPS（全球定位系统）、MP3，甚至平板电脑（UMPC）等大众消费电子领域。

展望未来，触控操作简单、便捷，人性化的触摸屏有望成为人机互动的最佳界面而迅速普及。

目前的触控技术尚存在屏幕所使用的材源透光较差影响显示画面的清晰度，或者长期使用后出现坐标漂移、影响使用精度等问题。

而且，全球主要触摸屏生产大厂多集中在日、美、韩等国家以及我国台湾地区；主要技术、关键零组件和原材料更是基本掌握在日、美厂商手中，中国大陆的触摸屏/触控面板产业还基本处于起步阶段。

但正因如此，整个触控行业未来的上升空间还非常大，它也有望成为我国电子企业今后创新发展、大有作为的重要领域。

触摸屏起源于20世纪70年代，早期多被装于工控计算机、POS机终端等工业或商用设备之中。

2007年iPhone手机的推出，成为触控行业发展的一个里程碑。

苹果公司把一部至少需要20个按键的移动电话，设计得仅需三四个键就能搞定，剩余操作则全部交由触控屏幕完成。

除赋予了使用者更加直接、便捷的操作体验之外，还使手机的外形变得更加时尚轻薄，增加了人机直接互动的亲切感，引发消费者的热烈追捧，同时也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程。

目前，触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。

当然，这其中应用最为广泛的仍是手机。

根据调研机构ABIResearch报告指出，2008年采用触控式屏幕的手机出货量超过1亿部，预计2012年安装触控界面的手机出货量将超过5亿部。

而且有迹象表明，触摸屏在消费电子产品中的应用范围正从手机屏幕等小尺寸领域向具有更大屏幕尺寸的笔记本电脑拓展。

目前，戴尔、惠普、富士通、华硕等一线笔记本电脑品牌厂商都计划推出具备触摸屏的笔记本电脑或UMPC。

根据市场调研机构的预测，到2010年触摸屏产值将达到35亿美元。

由于市场需求迅速增长，触控产业近年来也迅速蹿红，许多厂商纷纷投身其中。

2振动测试方法

工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。

由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。

描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。

绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。

对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。

最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。

压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。

2.1工程振动测试方法

在工程振动测试领域中，测试手段与方法多种多样，但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类：

1）机械式测量方法　振动传感器将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录，常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差，但在现场测试时较为简单方便。

2）光学式测量方法　将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。

如读数显微镜和激光测振仪等。

3）电测方法　将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。

电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。

这是目前应用得最广泛的测量方法。

上述三种测量方法的物理性质虽然各不相同，但是组成的测量系统基本相同，它们都包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节:

1）拾振环节把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。

2）测量线路测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。

比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。

3）信号分析及显示、记录环节从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X—Y记录仪等）等。

也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。

2.2传感器的机械接收原理

振动传感器在测试技术中是关键部件之一，它的作用主要振动传感器原理是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。

由于它也是一种机电转换装置，所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。

振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。

因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。

1、相对式机械接收原理　由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。

传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。

相对式测振仪的工作接收原理是在测量时，把仪器固定在不动的支架上，使触杆与被测物体的振动方向一致，并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触，当物体振动时，触杆就跟随它一起运动，并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线，根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。

由此可知，相对式机械接收部分所测得的结果是被测物体相对于参考体的相对振动，只有当参考体绝对不动时，才能测得被测物体的绝对振动。

这样，就发生一个问题，当需要测的是绝对振动，但又找不到不动的参考点时，这类仪器就无用武之地。

例如：

在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动，在地震时测量地面及楼房的振动……，都不存在一个不动的参考点。

在这种情况下，我们必须用另一种测量方式的测振仪进行测量，即利用惯性式测振仪。

2、惯性式机械接收原理惯性式机械测振仪测振时，是将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上，当传感器外壳随被测振动物体运动时，由弹性支撑的惯性质量块将与外壳发生相对运动，则装在质量块上的记录笔就可记录下质量元件与外壳的相对振动位移幅值，然后利用惯性质量块与外壳的相对振动位移的关系式，即可求出被测物体的绝对振动位移波形。

3.振动故障测试仪的硬件电路设计

3.1振动测试系统的总体方案

测量系统主要由两部分构成：

一部分由压电传感器、信号处理电路和单片机组成。

压电传感器把振动信号转换成电信号，经传感器输出信号处理电路处理，送于单片机获得振动量的正弦分量的频率和幅值；另一部分由触摸屏等外围设备组成，连接用于显示结果光电传感器测出振动的信号及其它一些人－机交互功能。

系统主要功能模块如图1所示：

图1系统主要功能模块

3.2　压电传感器的选择

本系统测振动信号时采用压电式传感器，它的优点是无需外界供电，自振频率很高而且频率带宽，体积小，重量轻，适于动态测量；经与电荷放大器配套，克服了低频响应差的缺点，使用要求较高。

其内部结构如图2所示：

图2压电式传感器内部结构图

3.3信号处理电路

压电传感器的输出信号，通过电路连接把所采集的信息传递给电荷放大器，对微弱的电荷信号进行放大，信号的放大通常有两种：

电压放大和电荷放大。

这里考虑避免接入电容的影响，所以采用电荷放大。

除了电荷放大，还要再一次对信号进行放大，这里采用运算放大器和一定的电路组成。

压电传感器测量得到的正弦振动信号含有大量的高次谐波和噪音信号,无法直接利用此信号进行计算。

为了从很强的干扰信号中得到有用的基频信号,一种方法是利用硬件进行跟踪带通滤波,另一种方法是用快速傅立叶变换技术,将其时域采样到的振动信号,进行时域-频域变换,进行数字信号处理来测得其振动的幅值和相位。

本测量系统采用硬件滤波和软件滤波相结合的方法,采用开关电容有源滤波集成电路组成的四阶带通滤波器进行滤波。

通过带通跟踪滤波电路,滤去信号中的高频干扰成分，再将信号送入单片机进行软件滤波。

把最终信号传输给显示器就可以得到振动的多组数据结果，就可以得到被测物体的每刻状态。

信号处理电路硬件原理图如图3所示：

图3　信号处理电路硬件原理图

3.3.1电荷放大器

　　电荷放大器配接压电加速度传感器。

其特点是将机械量转变成与其成正比的微弱电荷Q，而且输出阻抗Ra极高。

电荷变换级是将电荷变换为与其成正比的电压,将高输出阻抗变为低输出阻抗。

电荷放大器如图4所示：

图4　电荷放大器

Ca配接传感器自身电容一般为数千pF，1/2RaCa决定传感器低频下限。

Cc传感器输出低噪声电缆电容。

一般采用的导线值为100－300pF/米。

Ci运算放大器A1输入电容典型值3pF。

3.3.2电压放大器

提高信号电压的装置。

对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。

当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

3.3.3带通滤波器

带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。

比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。

本测量系统采用硬件滤波和软件滤波相结合的方法,采用开关电容有源滤波集成电路组成的四阶带通滤波器进行滤波。

通过带通跟踪滤波电路,滤去信号中的高频干扰成分，再将信号送入单片机进行软件滤波。

3.3.4功率放大器

　　利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。

因为输入的是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。

经过不断的电流放大，就完成了功率放大。

3.4微处理器的选取

测试系统的核心部分是微处理器。

微处理器的选取很关键，其性能的好坏直接影响到系统性能好坏，因此在选取动平衡测试系统的处理器时，主要考虑到以下两个要求：

　　1、对微处理器速度的要求　在振动测试系统中，振动的频率很快，微处理器要有足够快的速度来计算。

同时为了保证采集数据的可靠性和精确性，减少噪声干扰，还要对数据进行相应的数字滤波运算。

为了使这些操作能正常的进行，要求选取的微处理器必须有足够的运算能力。

　　2、对微处理器集成资源的要求　在系统设计过程中，希望选取的微处理器芯片可以集成尽可能多的资源。

原因一是可以降低系统硬件复杂度:

如果选用集成度高的微处理器芯片，就可以减少外围元件数量，从而减小硬件设计板的尺寸，在设计过程中，PCB布线也会更加容易、方便一些。

二是减少外界对系统的干扰：

由于振动测试系统多工作在各种干扰比较大的场所，将尽可能多的资源集成到一块微处理芯片中，可以有效的减小干扰的影响。

三是微处理器为集成的资源提供了便利的操作，在软件设计中，编程也更加方便简单了。

根据上述两点要求，设计选取了C805IF020微处理器作为系统的核心。

与传统的C51系列单片机相比，C805lF系列单片机具了很多优势之处，下面将介绍该芯片的主要优点及特点:

该芯片是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，有一个真正的12位多通道ADC，器件内部有一个可编程增益放大器，两个12位DAC、两个电压比较器、一个电压基准、一个具有32KB的FLASH存储器并且与8051兼容的微控制器内核。

还有硬件实现的12C/SMBUS、UART、SPI串行接口及一个具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列（PCA）。

还有4个通用的16位定时器和4字节宽的通用数字I/O端口。

内部有2304字节的RAM，执行速度可达到25MPIS。

它是一个真正能独立工作的片上系统，还具有片内VDD监视器，WDT和时钟振荡器。

C8051FO20能有效的管理模拟和数字外设。

片内32KB的FLASH存储器具有在系统重新编程能力，可以用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。

片内JIAG调试功能允许安装在最终应用系统上的产品微处理器进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。

该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。

3.5触摸屏的设计

3.5.1单片机与触摸屏通讯

单片机与触摸屏通讯有两个可供选择的方案：

一是用MODBUS-RTU协议，二是利用自由通讯协议。

下面对这两种方案进行比较：

　　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。

　　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