常用通讯测试工具使用.pdf

1、 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 1 - 常用通讯测试工具 鉴于很多 MCGS 用户和技术人员对通讯测试工具并不很熟悉，本文档将针对实际的测试情况，对串口、以太网通讯调试过程中所涉及到的常用的测试软件进行相关的讲解。 1. 串口测试工具： 串口调试工具：用来模拟上下位机收发数据的串口工具，占用串口资源。如：串口调试助手，串口精灵，Comm等。 串口监听工具：用来监听上下位机串口相关操作，并截获收发数据的串口工具。不占用串口资源。如：PortMon，ComSky 等。 串口模拟工具：用来模拟物理串口的操作，其模拟生成的串口为成对出现，并可被大多数串口调试和监听软件正常识别，是串口测试的绝好工

2、具。如：Visual Serial Port 等。 下面将分别介绍串口调试助手、Comm、PortMon和 Visua l Serial Port 的使用。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 2 - 1.1. 串口调试助手： 为最常用的串口收发测试工具，其各区域说明及操作过程如下： 串口状态 打开/关闭串口十六进制/ASCII 切换 串口数据 接收区 串口参数 设置区 串口数据 发送区 串口收发计数区 发送数据功能区 保存数据功能区 操作流程如下： 设置串口参数（之前先关闭串口）。 设置接收字符类型（十六进制/ASCII 码） 设置保存数据的目录路径。 打开串口。 输入发送数据（类型应与接收相

3、同）。 手动或自动发送数据。 点击“保存显示数据”保存接收数据区数据到文件 RecXX.txt。 关闭串口。 注：如果没有相应串口或串口被占用时，软件会弹出“没有发现此串口”的提示。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 3 - 1.2. PortMon串口监听工具： 用来监听上下位机串口相关操作，并截获收发数据的串口工具。不占用串口资源，但在进行监听前，要保证相应串口不被占用，否则无法正常监听数据。 连接状态 菜单栏 工具栏 截获数据显示区 PortMon 设置及使用： 1). 确保要监听的串口未被占用 。 如果串口被占用，请关闭相应串口的应用程序。比如：要监视 MCGS 软件与串口 1 设备通

4、讯，应该先关闭 MCGS软件。 说明：PortMon 虽不占用串口资源，但在使用前必须确保要监听的串口未被占用，否则无法进行监视。 2). 运行 PortMon，并进行相应设置。 连接设置： 在菜单栏选择“ 计算机(M) ”-“连接本地(L)” 。如果连接成功，则连接状态显示为“PortMon 于计算机名(本地) ”。如下图： 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 4 - 捕获设置： 在菜单栏选择“ 捕获(C)” ，并选中“ 捕获事件(C) Ctrl+E ”（前面打钩表示选中）。也可在工具栏中点击“ ”按钮，切换状态。 “ ”为选中，“ ”为未选中。 在菜单栏选择“ 捕获(C)” -“端口(P)

5、 ”，并选中要监听的串口。如：要监听串口 1 则选中“ COM1 Serial0”。 数据显示设置： 数据显示方式：菜单栏选择“ 选项(O)” 选中“ 显示16 进制 ”，可使截获数据以 16 进制显示，否则为 ASCII码显示。 “过滤/高亮” ：菜单栏选择“ 选项(O)” - “过滤/高亮(L) ” 。弹出设置窗口 。可进行过滤及高亮的设置，以便于数据的观查。 注： 过滤可按上图设置， 如果不过滤，而要截获串口操作的所有过程，则包含中只填入“*”号，但不能为空。 其它设置： “最大输出字节” ：菜单栏选择“ 编辑(E)” -“最大输出字节” ，弹出设置窗口 。如数据显示不全时，可调整此项。

6、 字体设置：菜单栏选择“ 编辑(E) ”-“字体(N) ”，弹出设置窗口 。如数据显示过小时，可调整此项。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 5 - 3). 数据监听： 当上述设置完成后可对串口进行数据监听。此时，可正常启动 MCGS，组态工程，加入需要调试的驱动之后，并设置好相应参数后，可以切换到设备调试窗口或直接进入运行环境，嵌入版则可以进入模块环境测试驱动。此时在 PortMon 数据窗口可以看到截获的收发数据包。 数据监听步骤： 启动MCGS。 组态工程，加入驱动 设置串口参数 设备调试窗口或运行环境调试(嵌入版可进入模拟环境测试）做神州工控先锋 创民族软件精华 - 6 - 4).

7、数据观察： 截获的数据实时显示在监听数据区中，可初步观察和判断。 数据长度及实际数据 (16 进制 )请求操作 程序名称 操作耗时 串口端口 数据长度及实际数据 (ASCII 码 )结果提示 操作时间 5). 数据分析： 主从设备：一发一收收发对应，收(IRP_MJ_READ)、发( IRP_MJ_WRITE)数据帧在监听区可以明显的看到，为方便观察，可设置“ 过滤/高亮 ”选项，如果只有发没有数据收到，说明设备未正确响应，需要分析原因。 主动上送设备：只收不发，上位机只收取数据并进行处理，此时只有收(IRP_MJ_READ)数据，如果驱动有问题，最大可能就是数据解析不正确；如果未收到数据，需

8、要分析设备原因。 6). 数据保存： 保存(S)：菜单栏选择“ 文件(F) ”-“保存(S) ”，数据保存到默认为本地计算机名的LOG 文件。 另存为(A)：菜单栏选择 “文件(F) ”-“另存为(A) ”，数据保存到用户命名的 LOG 文件。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 7 - 1.4. Virtual Serial Ports Driver XP串口模拟工具 ： 用来模拟物理串口的操作，其模拟生成的串口为成对出现，并可被大多数串口调试和监听软件正常识别，是串口测试的绝好工具。 物理串口 增加虚拟串口对 虚拟串口对删除虚拟串口对 操作流程： 增加虚拟串口对： 在“Add/Remove

9、ports”页中， 分别在First、Second右侧的下拉列表中选中所增加的虚拟串口对的串口号名称（一般选择除物理串口外的其他串口号），然后点击右侧的“Add pair”按钮增加虚拟串口对，此时在左侧的虚拟串口中就会出现所增加的串口对，如上图所示。之后关闭 Virtual Serial Ports Driver XP程序就可以。如果想删除虚拟串口对，则可以在左侧选中已增加的虚拟串口对，此时“Delete pair”按钮变为可用状态，点击则可删除。或点击“Reset bus”删除所有虚拟串口对。 使用虚拟串口对： 用户串口工具分别打开已经增加虚拟串口的两个串口，就可以互相收发数据。如下图所示：

10、 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 8 - 在使用 MCGS调试驱动时，可将串口父设备参数中串口设置为虚拟串口对中其一个串口（如 COM2），而用 Comm.exe或 Sma rtCom.exe操作另一串口（如 COM4），以虚拟串口数据操作，实现主从或主动上送驱动的模拟测试。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 9 - 1.5. Comm串口调试工具 ： 与串口调试助手相似的串口收发测试工具，其特点是可以设置为：接收到指定数据帧后，模拟设备回发数据帧，便于做设备的模拟测试： Comm设置及使用： 此软件使用与串口调试助手基本相近，现将几点不同及注意事项说明如下： 1). 操作过程 ： 同串

11、口调试助手一样，也要是先打开串口，再进行数据收发，但有一点要注意，其默认不显示接收数据，只有接收善栏中“接收”按钮按下后，才会显示接收的数据，再点击“停止”可停止接收数据。 2). 模拟设备 ： Comm 可以接收到指定数据帧后，模拟设备回发数据帧，其使用方法为：在右侧测试栏中，在“在收到下列字符串后”输入框中填入接收的指定数据帧；在其下面的“发送”输入框中填入模拟回发的数据帧；然后点击启动，此时即可实现模拟设备的功能。 总共可以实现两组指定数据帧的模拟回发数据帧功能。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 10 - 2. 以太网测试工具: 以太网调试工具 ：用来模拟上下位机收发数据的以太网工具，

12、占用以太网端口资源。此类工具很多,在此不一一概述。 以太网监听工具 ：用来监听上下位机以太网相关操作，并截获收发数据的以太网工具。不占用以太网端口资源。典型的软件有：Sniffer.Pr o, Ultra Net Sniffer 等。 Ultra Net Sniffer 主界面 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 11 - 3. Modbus 测试工具: Modbus Slave 调试工具 ：用来模拟 Modbus 设备的工具，主要用来模拟 Modbus 从站设备,接收主站的命令包,回送数据包。常用模拟实际设备进行调试。典型工具如：Modbus Slave。 Modbus Master 调试工

13、具 ：做为 Modbus主站，发送命令包，采集从站的数据，典型工具如：Modbus Poll。 3.1. Modbus Slave： Modbus Slave是Modbus子设备模拟工具，帮助Modbus通讯设备开发人员进行Modbus 通讯协议的模拟和测试，用于模拟、测试、调试Modbus 通讯设备。 可以32个窗口中模拟多达32个Modbus子设备！与Modbus Poll的用户界面相同，支持功能01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 22 和23，监视串口数据。 支持以下Modbus协议： RTU ASCII Modbus TCP 支持的MODBUS功能码： 01

14、: 读取线圈状态 02: 读取输入状态 03: 读取保持寄存器 04: 读取输入寄存器 05: 强置单线圈 06: 预置单寄存器 15: 强置多线圈 16: 预置多寄存器 22: 位操作寄存器 23: 读/写寄存器。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 12 - 3.1.1.Modbus Slave 使用 1)、安装注册： 此软件不需安装，解压缩附件中 Modbus Slave.rar，双击执行 mbslave.exe 即可，如果是第一次运行，会弹出如下注册提示： （图1） 注册对话框 此时，可以双击执行 keygen.exe,如下图： （图2） 注册码获取 程序中 Name、Email、Re

15、g Key 顺序对应上面三个注册项，其中前两项可由用户填写，或直接按其默认即可，第三项 Reg Key 根据前两项自动生成。将此三项填入表 1 所示对话框中按“OK”按钮即可完成注册。然后直接进入主窗口，如图 3 所示。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 13 - 2)、主窗口： 软件主窗口如图 3 所示： （图3）主窗口 此时处于“No connection”未连接状态，如果只测试“04 输出保持寄存器”，则可直接点击跳到第 3.步，直接进行连接即可。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 14 - 3)、参数设置： 点击菜单“Setup”中“Slave Definition F2”进行参数设

16、置，会弹出如图 5 对话框。 （图4）设置菜单 （图5）参数设置 其中：A. Slave 为Modbus 从站地址，对应主画面中的 ID 值，默认为 1。 B. Function 为寄存器功能码的选择，共四种,分别对应关系如下： 序号 Function MCGS 地址举例 1 01 COIL STATUS 0 输出继电器 00001 2 02 INPUT STATUS 1 输入继电器 10001 3 03 HOLDING REGISTER 4 输出寄存器 40001 4 04 INPUT REGISTER 3 输入寄存器 30001 （表1） Modbus Slave与MCGS寄存器对应关系

17、注：Modbus Slave 软件中03,04与MCGS的标注有所不同，使用时请注意。 C. Address 为寄存器起始地址。默认从 1 开始。对应 MCGS 的寄存器地址。 D. Length 为寄存器连续个数。默认为 10个。对应 MCGS 的通道数量。 设置完成点 ，模拟窗口将显示定义的寄存器列表： 其中：ID，表示模拟的Modbus子设备的设备地址 红字部分，表示当前的错误状态 点击对应的寄存器，即可修改对应寄存器的值或者状态。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 15 - 4)、显示设置： 数据显示方式设置： 默认情况下，寄存器数据的显示方式为 Signed方式(16 进制无符号二

18、进制)，数据范围为范围为-3276832767。如果用户要以其他数值方式显示，可以通过菜单“Display”进行选择设置，如下图所示： 。 地址格式设置： Modbus Slave 默认使用PLC 地址，“Displ ay”菜单中“PLC Addresses(Base 1)”为默认选中状态，默认寄存器的起始地址为 1开始，此点与 MCGS 的 Modbus 串口和TCP数据转发驱动是相同的。如果测试时需要设置起始地址为 0 开始，可选择“Protocol Addresses(Base 0)”。一般情况下使用默认 PLC 地址即可。 5)、连接： 点击菜单“Connection”中“Connec

19、t F3”进行连接，如下图 （图6）连接菜单 弹出连接对话框： 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 16 - （图7）连接串口参数设置 其中：Port1，表示使用的串口(COM1)，根据实际情况选择不同的串口或者TCP/IP进行连接 Mode，表示Modbus协议模式，使用串口时有效；使用TCP/IP时自动为TCP模式 Flow Control，表示流控制，串口模式时有效； Ignore Unit ID，表示TCP模式时忽略无效的组编号 用户可根据需要对串口参数进行设置，默认为:串口 1,波特率 9600,数据位 8 位，无校验位，1位停止位。确认设置后点击“OK”按钮即可。此时主窗口中红色的

20、“No connection”表示未连接状态的信息消失，表明从站处于正常连接状态。 6)、寄存器值改变： 在主窗口寄存器地址上双击鼠标，弹出修改对话框，如下图： （图8）寄存器变量修改 在输入框中输入值确认即可。范围为-3276832767。 其中：Auto increment 选项钩选上后，对应寄存器的值可以每 1 秒种增加 1。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 17 - 7)、查看通讯数据帧： 点击“Display”菜单中的“C ommunication”,可以调出串口收发数据帧监视信息对话框，用来查看分析收发的数据帧。如下图所示： 其中：前6位为数据帧的序号。 Rx：表示接收数据帧。

21、Tx: 表示发送数据帧。 8)、断开连接： 点击“Disconnect F4”即可断开连接结束测试，此时主窗口中出现红色的“No connection”表示未连接状态。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 18 - 3.2. Modbus Poll： Modbus Poll是Modbus主设备模拟工具，帮助Modbus通讯设备开发人员进行Modbus通讯协议的模拟和测试，用于监控、测试、调试Modbus通讯设备。 可以多个窗口中同时监控多个Modbus 子设备！与Modbus Slave的用户界面相同，支持功能01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16, 22 和23，监视串口

22、数据。 支持以下Modbus协议： RTU ASCII Modbus TCP 寄存器和线圈的读写： 同时操作(读/写)127个寄存器、 同时操作(读/写)2000个输入/线圈 支持的MODBUS功能码： 01: 读取线圈状态 02: 读取输入状态 03: 读取保持寄存器 04: 读取输入寄存器 05: 强置单线圈 06: 预置单寄存器 15: 强置多线圈 16: 预置多寄存器 22: 位操作寄存器 23: 读/写寄存器。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 19 - 3.2.1.Modbus Poll 使用 1)、安装注册： 此软件不需安装，解压缩附件中 Modbus Poll.rar，双击执

23、行mbpoll.exe即可，如果是第一次运行，会弹出如下注册提示： （图1） 注册对话框 此时，可以双击执行 keygen.exe,如下图： （图2） 注册码获取 程序中 Name、Email、Reg Key 顺序对应上面三个注册项，其中前两项可由用户填写，或直接按其默认即可，第三项 Reg Key 根据前两项自动生成。将此三项填入表 1 所示对话框中按“OK”按钮即可完成注册。然后直接进入主窗口，如图 3 所示。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 20 - 2)、主窗口： 软件主窗口如图 3 所示： （图3）主窗口 此时处于“No connection”未连接状态，如果只测试“04 输出保

24、持寄存器”，则可直接点击跳到第 3.步，直接进行连接即可。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 21 - 3)、参数设置： 点击菜单“Setup”中“Slave Definition F2”进行参数设置，会弹出如图 5 对话框。 （图4）设置菜单 （图5）参数设置 其中：A. Slave 为要访问的 Modbus 从站的地址，对应主画面中的 ID 值，默认为 1。 B. Function 为寄存器功能码的选择，共四种,分别对应关系如下： 序号 Function MCGS 地址举例 1 01 Read Coils 0 输出继电器 00001 2 02 Read Discrete Inputs 1

25、输入继电器 10001 3 03 Read Holding Registers 4 输出寄存器 40001 4 04 Read Input Registers 3 输入寄存器 30001 （表1） Modbus Slave与MCGS寄存器对应关系 注：Modbus Poll 软件中03,04与MCGS的标注有所不同，使用时请注意。 C. Address 为寄存器起始地址。默认从 1 开始。对应 MCGS 的寄存器地址。 D. Length 为寄存器连续个数。默认为 10个。对应 MCGS 的通道数量。 E. Scan Rate 为读取数据周期，单位毫秒，默认为 1000ms。与 MCGS 主站

26、最小采集周期意义基本相同。 F. Auto Read Enable 为是否连续读取选择，选中则连续读取。 G. Read Once 此按钮点击一次，执行一次读取。 设置完成点击 ，模拟窗口将显示定义的寄存器列表： 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 22 - 4)、显示设置： 数据显示方式设置： 默认情况下，寄存器数据的显示方式为 Signed方式(16 进制无符号二进制)，数据范围为范围为-3276832767。如果用户要以其他数值方式显示，可以通过菜单“Display”进行选择设置，如下图所示： 。 地址格式设置： Modbus Slave 默认使用PLC 地址，“Displ ay”菜单中

27、“PLC Addres ses(Base 1)”为默认选中状态，默认寄存器的起始地址为 1 开始，此点与 MCGS的 Modbus 串口和 TCP 数据转发驱动是相同的。如果测试时需要设置起始地址为0开始，可选择 “Protocol Addresses(Base 0)”。一般情况下使用默认 PLC 地址即可。做神州工控先锋 创民族软件精华 - 23 - 5)、连接： 点击菜单“Connection”中“Connect F3”进行连接，如下图 （图6）连接菜单 弹出连接对话框： （图7）连接串口参数设置 其中：Port1，表示使用的串口(COM1)，根据实际情况选择不同的串口或者TCP/IP进行

28、连接 Mode，表示Modbus协议模式，使用串口时有效；使用TCP/IP时自动为TCP模式 Respones Timeout，表示读取超时时间，从站在超时时间内没有返回数据，则认为通讯失败 Delay Between Polls，每次扫描的最小间隔时间，默认为10ms Remote Server，表示TCP/IP模式时的终端从站设备的网络设置。 IP Address，表示TCP/IP模式时从站 IP地址。 Port，表示TCP模式时从站网络端口 用户可根据需要对参数进行设置，默认为:串口1,波特率9600,数据位8位，无校验位，1 位停止位。确认设置后点击“OK”按钮即可。此时主窗口将显示读

29、取寄存器的相关信息。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 24 - 其中：Tx = 4： 表示向主站发送数据帧次数，图中为4 次； Error = 0：表示通讯错误次数，图中为0次； ID = 1：表示模拟的Modbus 子设备的设备地址，图中地址为1； F = 03：表示所使用的Modbus功能码，图中为03功能码； SR = 1000ms：表示扫描周期。 红字部分，表示当前的错误状态，“No Connection”表示未连接状态。 6)、寄存器值改变： 在主窗口寄存器地址上双击鼠标，弹出修改对话框，如下图： （图8）寄存器变量修改 在 Value 输入框中输入值确认即可。范围为-32768

30、32767。 其中：Slave： 为要访问的Modbus从站的地址，对应主画面中的ID值，默认为1。 Address： 为当前操作的寄存器的地址。图中为对寄存器30002操作。 Use Function：为所使用的功能码，可以选择06或16 功能码进行写入；做神州工控先锋 创民族软件精华 - 25 - 7)、查看通讯数据帧： 点击“Display”菜单中的“C ommunication”,可以调出串口收发数据帧监视信息对话框，用来查看分析收发的数据帧。如下图所示： 其中：前6位为数据帧的序号。 Rx：表示接收数据帧。 Tx: 表示发送数据帧。 8)、断开连接： 点击“Disconnect F4

31、”即可断开连接结束测试，此时主窗口中出现红色的“No Connection”表示未连接状态。 做神州工控先锋 创民族软件精华 - 26 - 3.3.Modbus 测试注意事项： Modbus Poll 和 Mod bus Slave 做为主、从站测试工具，可以用于从站通讯及主站数据帧的检测和调试，使用时有几点需要注意： Modbus 注意事项： 1)、设备地址对应： 主站访问的从站地址要的从站实际地址对应，否则，从站即使接收到主站的命令帧，也会因为命令帧中的地址帧不是从站的地址而被从站丢弃而不响应。 2)、寄存器及地址对应： 主站访问的从站时，要保证主站要进行读写操作的寄存器地址，从站中必须保

32、证包含这些地址，例如，主站想采集 4 区保持寄存器的地址 1 和地址 2，那么从站中应该至少有这两个通道地址，否则无法正常通讯。另外，要注意 PLC 地址与协议地址的区别。PLC地址为协议地址加1。 3)、通道数据类型对应： 主从站寄存器通道的显示的数据类型要相同，否则会造成读写数据不正确的误解。 4)、非标准Modbus 协议设备： Modbus 协议已经成为业界通讯协议的标准，尤其是 ModbusRTU，应用十分广泛。但由于对 Modbus 协议的理解及实现上的细节差别，很多国内厂家的设备虽然支持 Modbus 协议，但在功能码支持、最大数据长度、校验及数据解码顺序等方面与标准 Modbu

33、s 协议实现均存在细节的差别。 对于部分设备出现读写数据值不对时，可以考虑使用 MCGS 提供的 Modbus驱动构件，并通过提供的解码顺序、校验方式和最大块长设置进行尝试。 5)、同MCGS配合使用： 当使用Modbus Poll与MCGS的Modbus串口数据转发和ModbusTCPIP数据转发从站驱动构件配合测试时,如果使用到 32 位整数或浮点数时，MCGS 数据转发从站驱动构件中要将 32位整数和浮点数的解码顺序设置为“2 - 3412”。 当使用 Modbus Slave 与MCGS 的Mo dbusRTU和 Modbu sTCP 主站驱动构件配合测试时,如果使用到 32位整数或浮点数时，也要将 MCGS 主站驱动构件中 32 位整数和浮点数的 解码顺序 设置为“2 - 3412”。