單片機(jī)與西門(mén)子PLC_S7-200的串行通信及應(yīng)用

1、2硬件以及通訊原理分析西門(mén)子s7-200系列plc擁有rs-485串行口,所以要使mcs51單片機(jī)與s7-plc進(jìn)行通訊，可以 采用兒種通訊方式。其中z就是可以通過(guò)mcs-51的串行口與max485芯片相接，然后與s7-200 plc的rs-485 口進(jìn)行通訊，其硬件連接如圖1所示。s7-200 plc是串行通訊方式最為豐富的小型plc,支持多種通信協(xié)議，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口協(xié)議（ppi 協(xié)議）、多點(diǎn)接口協(xié)議（mpi協(xié)議）和profibus協(xié)議以及自由通信協(xié)議等。其中自由通信協(xié)議 又叫用八定義協(xié)議，利用門(mén)由端口模式，可以實(shí)現(xiàn)用八圧義的通信協(xié)議，連接多種智能設(shè)備，使 用起來(lái)非常方便，在第三方工程接入中取

2、得了巨大的成功。在口由端口模式下，plc的串行通信接口由用八來(lái)控制，通過(guò)梯形圖程序以及和單片機(jī)的匯編語(yǔ) 言進(jìn)行配合，來(lái)使用完成中斷、字符接收中斷、發(fā)送完成屮斷等，通信協(xié)議由用戶(hù)完全控制。這 時(shí)單片機(jī)處于主機(jī)狀態(tài)，由單片機(jī)丄動(dòng)發(fā)送握手信號(hào)，plc接到信號(hào)后被動(dòng)反饋信息即可。圖1 mcs-51單片機(jī)與s7-200的硬件接線(xiàn)圖3通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)3. 1通信協(xié)議設(shè)計(jì)定義根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)參考資料，定義協(xié)議結(jié)構(gòu)和參數(shù)。（1）通信波特率為9.6kbps,無(wú)校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)可編程位，1位起始位，1位停止位。（2）定義通信協(xié)議的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)的格式為起始碼、命令碼、元件首址、字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)塊、bcc 校驗(yàn)碼和結(jié)朿碼。

3、起始碼：表示單片機(jī)與plc開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)流第一個(gè)字符，告訴plc開(kāi)始進(jìn)行通信了, 可以用00h表示命令碼：表示單片機(jī)對(duì)plc的各種操作：40h：讀取目標(biāo)元件i、q、v、m、sm、l、t、c等的數(shù)據(jù)或狀態(tài);41h：修改目標(biāo)元件i、q、v、m、sm、l、t、c等的數(shù)據(jù)或狀態(tài)；42h：強(qiáng)制目標(biāo)單元為on；43h：強(qiáng)制目標(biāo)單元為off；元件首址：表示plc內(nèi)部的元件類(lèi)型以及寄存器的地址（但不能表示一個(gè)位地址）。前兩個(gè) 字節(jié)表示寄存器類(lèi)型，后兩個(gè)字節(jié)表示寄存器號(hào)。00 00 （h） : i寄存器區(qū)0100 （h） : q寄存 器區(qū)。02 00 （h） : m寄存器區(qū)08 00 （h） : v寄存器

4、區(qū)；字節(jié)數(shù)：從元件首地址起，讀取或?qū)懭雙lc元件的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)數(shù)擁塊：準(zhǔn)備讀取或者寫(xiě)入plc 的數(shù)據(jù)或狀態(tài)； bcc校驗(yàn)碼：在傳輸過(guò)程屮，指令有口j能受到任何的干擾而使原來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生扭1111,此 時(shí)的指令當(dāng)然是錯(cuò)謀的，為了偵測(cè)指令在傳輸過(guò)程中發(fā)牛的錯(cuò)誤，接收方必須對(duì)指令作進(jìn)一步的 確認(rèn)工作，以防止錯(cuò)課的指令被執(zhí)行，最簡(jiǎn)單的方法就是使用校驗(yàn)碼。bcc校驗(yàn)碼的方法就是將 要傳送的字符串的ascii碼以字節(jié)為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去;同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對(duì)接收到的字符串作異或和，并與傳送方所送過(guò)來(lái) 的值作對(duì)比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反

5、之則是錯(cuò)誤的結(jié)束碼：結(jié)束字符標(biāo)志著指令的結(jié)束，在本例中被定義為ffh,不同的plc從站可以肚義不 同的結(jié)束字符以接收針對(duì)該plc的指令。3.2通信程序的實(shí)現(xiàn)(1)單片機(jī)端程序的實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)在丄程序中初始化，采用串行口工作方式32,波特率為9. 6kbps,采用單片機(jī)作為主機(jī)，向plc進(jìn)行呼叫，定期讀取數(shù)據(jù)或者寫(xiě)入數(shù)拯，其程序流程圖 參見(jiàn)圖2。圖2單片機(jī)端通訊程序流程圖(2) plc端程序流程圖的實(shí)現(xiàn)。plc端作為從機(jī)，采用梯形圖或者stl編程，主要是先設(shè) 置通訊協(xié)議，然后按照協(xié)議把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再發(fā)送給主機(jī)單片機(jī)，其具體的程序流程 圖如圖3所示。圖3 plc端通訊程丿芋流程圖4結(jié)朿語(yǔ)本文利用單片機(jī)與plc的串行