六、Python读取串口处理数据
七、开发总结
阳极氧化工艺电解液金属离子浓度在线监控仪，主要由高精度耐腐蚀溶液密度传感器探头、显示控制器、声光提醒装置、通讯端口、单片机以及控制PC组成。
除了Keil5、Pycharm还有ISP-STC软件，考虑到会同时使用单片机和Pycharm读取串口，因此还需要额外准备虚拟串口软件MX虚拟串口。
（1）RS485原理
RS-485是串口通讯标准，常用于工业、自动化、汽车和建筑物管理等领域。相比于RS232总线， RS485总线采用AB双线进行差分传输，弥补了通信距离短且速率低下的特点。
长距离布线传输时会有信号衰减，且噪声和干扰很大，传输线上的电压幅度变化体现这一点。但是采用AB线差分传输时，以A线作为信号传输线，以B线为传输参考线，利用运算元件进行差值相减可以排除干扰，输出正确的信号，这种方式叫做共模抑制，其原理如图
RS485总线有两线制和四线制两种接线方式，四线制只能支持一对一之间的通信，现实中生活生产中多采用两线制度。如图7所示，RS485总线支持单主机单从机模式以及单主机多从机这两种通信结构，本项目实践采用的是单主机单从机结构。
RS485通信设备需要使用单片机上MX485模块，如图8所示，为一个MCU控制RS485通信的示意图。如图9和图10，根据《A7双核开发板原理图》需要将RXD2与P3.0、TXD2与P3.1以及485_RE与P1.1相连。AB接口为总线，RXD2为接收器输入，TXD2为发送器输出。485_RE控制485模块的工作方式，当485_RE为1时，设置为接收器；当485_RE为0时，设置为发送器。
主机发送给从机或从机发送给主机时都会占用AB总线，所以RS485多采用半双工模式。主机通过485_RE引脚控制MX485为发送模式，从PC端串口向MX485的TXD2引脚发送一个字节，MX485将该字节数据转化为差分信息流通过AB线进行传输。当数据发送完毕时，主机立即设置MX485为接收模式。从机的信息传输与主机类似。
（2）Modbus通讯协议
泽耀科技数传电台，可以通过RS485总线进行通信，通信协议是Modbus协议。
Modbus通信协议分为“03”、“04”“06”和“10”功能码，“03”表示读多路寄存输入，输出电台采用即为“03”功能码模式。如表1和表2所示，表1为主机发送报文，表2为从机回复报文，参考数传电台说明书，得到相应的寄存器说明，如图11所示。主机和从机之间发送的字节均为bytes格式.
(3)单片机与PC串口通讯
如图12和图13所示所示，51单片机内部自带UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），可以实现单片机的单向或双向串口通讯。
SCON寄存器
SCON寄存器格式如图14所示，其中SM0和SM1控制串口的工作方式，如图15所示。SM2：允许方式2或方式3多机通信控制位；REN：允许/禁止穿行接收控制位。由软件置位REN，REN=1为允许串行接收状态，可启动串行接收器RxD，开始接收信息；软件复位REN，即REN=0，则禁止接收；
TI： 发送中断请求标志位。在方式0，当串行发送数据第8位结束时，由内部硬件自动置位，即TI=1，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即TI=0。在其他方式中，则在停止位开始发送时由内部硬件置位，必须用软件复位；
RI：接收中断请求标志位。在方式0，当串行接收到第8位结束时由内部硬件自动置位RI=1，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即RI=0。在其他方式中，串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位，即RI=1（例外情况见SM2说明），必须由软件复位，即RI=0。
PCON寄存器
PCON寄存器的格式如图16所示，SMOD作为波特率选择位。当用软件置位SMOD，即SMOD=1，则使串行通信方式1、2、3的波特率加倍；当SMOD=0，则各工作方式的波特率不加倍。复位时SMOD=0。
TMOD寄存器
TMOD寄存器的格式如图17所示，分为定时器1 T1和定时器0 T0。定时器的工作方式由M1和M0决定，如图18所示。
首先用Keil对485头文件设置
接着是主程序的设置。
将程序生成的Hex文件通过isp烧入51单片机中。所示连接好接线方式。然后将文件通过ISP烧录给单片机，启动单片机，向串口助手输入01 03 00 01 00 05 f5 cb，每1s自动发送一次，请求比重浓度、波美度、百分比浓度、温度、状态运行码。如图20所示，当串口助手接受区有从机回复数据接收（01 03 0a 27 03 00 00 00 00 00 d0 00 01 40 cf），电台红绿交替闪烁，证明单片机代码可以成功实现控制数据接收的功能。
由于要一个串口只能被一个程序范围，而COM6端口要同时被单片机和Pycharm访问，所以需要使用一个虚拟串口软件。
保密一部分，嘿嘿~反正都能前面485通讯那么难的都做完了，用Python写个读串口还不简简单单？直接上图！
事实上，我刚做这个项目就上网遍历了一下，几乎没有人做普中51单片机与485通讯的案例。于是想着应该是创新，就没有用Arduino或者STM32来做。于是踩了个比较大的坑，你也看到了，看法过程中足足用了4个软件，改bug的过程中相当繁琐，然后这个UI做得也不行。这个方案不是没有人做，而是太麻烦了导致没有人做。我的方案有效代码拢共500多行，而且还时不时报错；我同组有Arduino开发的同学也就300多行的代码就解决了。
目标python通过RS485的Modbus协议读取仪表相应的寄存器数据。准备工作软件安装第三方库：serial、pyserial、modbus_tkpip install serialpip install pyserialpip install modbus_tk硬件一根USB转RS485的转接线（电脑本身不带RS485接口时需要）一个带Modbus通讯的仪表（例子中使用的时一个温湿度模块
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