MCGS串口通信从入门到精通实例教程

本书按照开发者的学习习惯，结合作者多年潜心开发实践和技术服务经验，通过丰富的应用实例，详尽介绍了通过不同电平接口的Modbus RTU指令及MCGS组态指令与各串口仪表进行通信的具体细节与核心技术。书中为读者展示了利用MCGS平台微型系统开发的全过程和外围串口通信的编程细节，包括McgsPro组态软件安装与调试，通过TTL、RS-232和RS-485接口与模拟输入输出仪表、数字输入输出仪表的串口通信，Modbus RTU指令和MCGS的组态。书中所有的脚本程序都经过严格的审核、校对、调试与运行，所有的程序实例、源代码、测试工具、组态软件和微视频可以扫描书中二维码随时学习。同时为方便教学，本书配套教学课件。
本书可供自动化、计算机应用、电子信息、机电一体化、测控仪器等专业的技术人员和学生参考，也可作为工科相关专业的教材。

《MCGS串口通信从入门到精通实例教程》一书关注采用MCGS组态软件实现串口通信与工业控制的关键实用技术，通过丰富的应用实例，详尽介绍通过不同电平接口的Modbus RTU指令及MCGS组态指令与各串口仪表进行通信的具体细节与核心技术。 内容特点： 1. 以案例形式引导读者逐步完成MCGS串口通信编程开发：重点讲解Modbus RTU协议拓展至McgsPro组态软件的SetDevice通信指令，在读写不同寄存器区域单个寄存器和多个寄存器方面列举了大量实例；为了保证各个章节案例的独立性与完整性，每个章节自成体系，减少读者阅读前后章节的时间，便于读者快速习得章节内容与核心技术。 2. 书中编程实践都为作者原创，经过严格的审核、调试与运行，其对应的程序代码将作成二维码随书提供。 3. 配套视频教学：详细解读编程细节与要点，易懂、易学；

当今世界，万物互联已成为一种趋势，采用TTL、RS-232和RS-485等串行通信接口的数字传感器正日益替代传统模拟传感器。串口以其优越的性价比和高效的灵活性广泛应用于科研、教学、交通、银行、物流、医疗、环保、冶金、化工等各个领域，普遍存在于智能仪表、手持便携仪器、人机交互界面和远程操控终端等设备中。
为了拓展串口通信应用范围与适应社会需求，本书详尽介绍不同电平接口的Modbus RTU指令及MCGS组态指令，使读者专注学习关键实用技术。
本书共十七章，分四部分讲解。第一部分入门篇由三章构成，主要讲解基础知识、基本概念、常用调试工具和组态软件，包括McgsPro组态软件、软件安装与调试、串行通信接口、数据编码方式、数据调制方式、数据传送方式、数据传输速率、串行通信接口标准、串口调试助手和循环冗余校验码等，该部分是串口技术应用的根本与基础。后三部分讲述通过TTL、RS-232和RS-485接口与模拟输入输出仪表、数字输入输出仪表通信的Modbus RTU指令和MCGS组态案例，详细解析SetDevice读写指令。为了保证各个章节案例的独立性与完整性，每个章节自成体系，内容表述详尽，使读者快速习得章节内容与核心技术。
本书重点讲解Modbus RTU协议，通过不同功能码对仪表输入继电器、输出继电器、输入寄存器和输出寄存器进行读写操作，快速与串口仪表建立通信，在此基础上拓展至McgsPro组态软件的SetDevice通信指令，在读写不同寄存器区域单个寄存器和多个寄存器方面列举了大量实例，并对指令构造过程详细论述。书中所有的脚本程序都经过严格的审核、校对、调试与运行，有助于读者在短时间内掌握串口通信编程技术，以碎片时间成本获得高倍技术效益。该书所有的程序实例、源代码、测试工具、组态软件和微视频均可在化学工业出版社官网资源下载平台免费下载，方便读者浏览、阅读和学习。
笔者精心设计和完成了每个章节的逻辑架构、仪表选型、通信测试、组态开发、文稿撰写、图表制作、格式编排、美工润色和审核校对等。厦门亨立德电子有限公司黄文通和江振斌提供了技术帮助，在该书章节架构方面给予了大量建议和意见，并定制开发了各章节不同型号硬件仪表，在此表示衷心感谢！
因笔者水平有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正！望有志者利用闲暇时间坚持学习与积累，在各自领域学有所成，为社会贡献力量。

著者

第1章　认识MCGS	001
1.1　HMI人机界面	001
1.1.1　HMI的构成	001
1.1.2　HMI的功能	002
1.1.3　HMI的应用	003
1.2　MCGS软件	004
1.2.1　嵌入版MCGSE?	004
1.2.2　专业版McgsPro	005
1.3　组态体系结构	006
1.3.1　主控窗口	006
1.3.2　设备窗口	007
1.3.3　用户窗口	007
1.3.4　实时数据库	008
1.3.5　运行策略	008

第2章　初识串口	009
2.1　通信接口	009
2.1.1　9针接口	010
2.1.2　3针接口	013
2.1.3　USB转接口	013
2.2　异步串行通信	018
2.2.1　数据格式	018
2.2.2　数据编码方式	020
2.2.3　数据调制方式	022
2.2.4　数据传送方式	023
2.2.5　数据传输速率	024
2.3　串行通信接口标准	025
2.3.1　RS-232C标准	026
2.3.2　RS-422与RS-485标准	031
2.4　串口调试工具	034
2.4.1　串口助手	034
2.4.2　串口调试助手	035

第3章　循环冗余校验码	036
3.1　校验码种类	036
3.2　MCGS计算CRC	037
3.2.1　CRC计算过程	037
3.2.2　数据库组态	039
3.2.3　界面组态	041
3.2.4　程序代码	041

第4章　TTL之模拟输入——电压电流表	044
4.1　电压电流表	044
4.1.1　Modbus RTU读指令	045
4.1.2　Modbus RTU写指令	048
4.2　MCGS组态	049
4.2.1　窗口关联与数据库	049
4.2.2　设备组态	050
4.2.3　界面组态	051
4.2.4　运行策略	053

第5章　TTL之模拟输出——称重表	055
5.1　称重表	055
5.1.1　仪表参数	056
5.1.2　Modbus RTU读指令	057
5.1.3　Modbus RTU写指令	060
5.2　MCGS组态	062
5.2.1　窗口关联与数据库	062
5.2.2　设备组态	064
5.2.3　界面组态	065
5.2.4　运行脚本	066

第6章　TTL之数字输入——频率转速表	068
6.1　频率转速表	068
6.1.1　仪表参数	069
6.1.2　Modbus RTU读指令	070
6.1.3　Modbus RTU写指令	073
6.2　MCGS组态	075
6.2.1　新建窗口与窗口关联	075
6.2.2　设备组态与数据对象	077
6.2.3　界面组态	078
6.2.4　运行策略	079

第7章　TTL之数字输出——长度计数表	083
7.1　长度计数表	083
7.1.1　Modbus RTU读指令	084
7.1.2　Modbus RTU写指令	086
7.2　MCGS组态	088
7.2.1　新建窗口与数据对象	088
7.2.2　设备组态与界面组态	089

第8章　RS-232之模拟输入——巡检仪	092
8.1　巡检仪	092
8.1.1　公共参数	093
8.1.2　通道参数	095
8.1.3　仪表参数Modbus RTU写指令	099
8.2　MCGS通信过程	102
8.2.1　设备组态	102
8.2.2　数据库组态	103
8.2.3　报表	103
8.2.4　按钮	104
8.2.5　脚本程序	105

第9章　RS-232之模拟输出——PID调节仪	109
9.1　PID调节仪	109
9.1.1　仪表参数	110
9.1.2　仪表参数Modbus RTU读指令	114
9.1.3　仪表参数Modbus RTU写指令	116
9.2　MCGS通信过程	119
9.2.1　设备组态	119
9.2.2　数据库组态	119
9.2.3　报表	120
9.2.4　按钮	121
9.2.5　标签	122
9.2.6　组合框	122
9.2.7　脚本程序	123

第10章　RS-232之数字输入——液位报警仪	126
10.1　液位报警仪	126
10.1.1　仪表参数	127
10.1.2　仪表参数Modbus RTU读指令	130
10.1.3　仪表参数Modbus RTU写指令	132
10.2　MCGS组态	134
10.2.1　窗口关联与数据库	134
10.2.2　设备组态	136
10.2.3　报表与按钮	137
10.2.4　标签与组合框	139
10.2.5　运行策略	140

第11章　RS-232之数字输出——位式调节仪	144
11.1　位式调节仪	144
11.1.1　仪表参数	145
11.1.2　仪表参数Modbus RTU读指令	148
11.1.3　仪表参数Modbus RTU写指令	150
11.2　MCGS通信过程	152
11.2.1　设备组态	152
11.2.2　数据库组态	153
11.2.3　报表	154
11.2.4　按钮	156
11.2.5　脚本程序	156

第12章　RS-485之模拟输入——多路模拟量采集模块	159
12.1　多路模拟量采集模块	159
12.1.1　通信参数	159
12.1.2　通信参数读写指令	161
12.1.3　通道参数	163
12.1.4　通道参数读写指令	164
12.2　MCGS设备组态	166
12.2.1　通用串口父设备	166
12.2.2　多路模拟量采集模块LD7014串口子设备	167
12.2.3　MCGS串口通道设置方式	169
12.2.4　MCGS串口指令方式	171

第13章　RS-485之模拟输出——多路模拟量输出模块	173
13.1　多路模拟量输出模块	173
13.1.1　仪表参数	174
13.1.2　Modbus RTU读指令	175
13.1.3　Modbus RTU写指令	177
13.2　MCGS组态	179
13.2.1　数据库与界面组态	180
13.2.2　设备窗口组态	184
13.2.3　运行策略	185
13.2.4　运行结果	186

第14章　RS-485之数字输入——开关量输入模块	187
14.1　开关量输入模块	187
14.1.1　通信参数	187
14.1.2　通信参数Modbus RTU读指令	189
14.1.3　通信参数Modbus RTU写指令	191
14.2　MCGS组态	192
14.2.1　界面组态	193
14.2.2　设备窗口组态	195
14.2.3　运行结果	196

第15章　RS-485之数字输出——固态继电器输出模块	198
15.1　固态继电器输出模块	198
15.1.1　通信参数	198
15.1.2　通信参数读写指令	200
15.1.3　固态继电器参数	201
15.1.4　固态继电器读写指令	202
15.2　MCGS通信过程	205
15.2.1　用户窗口组态	205
15.2.2　设备窗口组态	208
15.2.3　运行结果	208

第16章　RS-485之多路监测——温湿度传感器	210
16.1　温湿度传感器	210
16.1.1　仪表参数	211
16.1.2　Modbus RTU读指令	212
16.1.3　Modbus RTU写指令	217
16.2　MCGS组态	217
16.2.1　设备组态	217
16.2.2　数据组态与界面组态	219
16.2.3　MCGS串口指令	220
16.2.4　窗口关联与运行	222

第17章　RS-485之监测与控制——基于PID算法的炉温控制	224
17.1　微型加热炉控制系统	224
17.2　MCGS程序	225
17.2.1　用户界面组态	227
17.2.2　设备组态	231