单片机与西门子plc_s7-200的串行通信及应用

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1、2硬件以及通讯原理分析西门子S7-200系列PLC拥有RS-485串行口,所以要使MCS51单片机与S7-PLC进行通讯，可以采用儿种通讯方式。其中Z—•就是可以通过MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，然后与S7-200PLC的RS-485口进行通讯，其硬件连接如图1所示。S7-200PLC是串行通讯方式最为丰富的小型PLC,支持多种通信协议，如点对点接口协议（PPI协议）、多点接口协议（MPI协议）和PROFIBUS协议以及自由通信协议等。其中自由通信协议又叫用八定义协议，利用门由端口模

2、式，可以实现用八圧义的通信协议，连接多种智能设备，使用起來非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。在口由端口模式下，PLC的串行通信接口由用八來控制，通过梯形图程序以及和单片机的汇编语言进行配合，来使用完成中断、字符接收中断、发送完成屮断等，通信协议由用户完全控制。这时单片机处于主机状态，由单片机丄动发送握手信号，PLC接到信号后被动反馈信息即可。图1MCS-51单片机与S7-200的硬件接线图3通信系统设计3.1通信协议设计定义根据经验和有关参考资料，定义协议结构和参数。（1）通信波特率为

3、9.6kbps,无校验，8个数据位，1个可编程位，1位起始位，1位停止位。（2）定义通信协议的数据•流结构的格式为起始码、命令码、元件首址、字节数、数据•块、BCC校验码和结朿码。•起始码：表示单片机与PLC开始发送数据，是数据流第一个字符，告诉PLC开始进行通信了,可以用00H表示•命令码：表示单片机对PLC的各种操作：40H：读取目标元件I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态;41H：修改目标元件I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；42H：强制目标单元为ON；43H：强制目

4、标单元为OFF；•元件首址：表示PLC内部的元件类型以及寄存器的地址（但不能表示一个位地址）。前两个字节表示寄存器类型，后两个字节表示寄存器号。0000（H）:I寄存器区0100（H）:Q寄存器区。0200（H）:M寄存器区0800（H）:V寄存器区；•字节数：从元件首地址起，读取或写入PLC元件的数据个数数拥块：准备读取或者写入PLC的数据或状态；•BCC校验码：在传输过程屮，指令有口J能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭1111,此时的指令当然是错谋的，为了侦测指令在传输过程中发牛的错误，

5、接收方必须对指令作进一步的确认工作，以防止错课的指令被执行，最简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和，并将此异或和作为指令的一部分传送出去;同样地，接收方在接到指令后，以相同的方式对接收到的字符串作异或和，并与传送方所送过來的值作对比，若其值相等，则代表接收到的指令是正确的，反之则是错误的•结束码：结束字符标志着指令的结束，在本例中被定义为FFH,不同的PLC从站可以肚义不同的结束字符以接收针对该PLC的指令。3.2通信程序的实现(1)单

6、片机端程序的实现。单片机在丄程序中初始化，采用串行口工作方式3[2],波特率为9.6kbps,采用单片机作为主机，向PLC进行呼叫，定期读取数据或者写入数拯，其程序流程图参见图2。图2单片机端通讯程序流程图(2)PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机，采用梯形图或者STL编程，主要是先设置通讯协议，然后按照协议把采集到的数据进行处理，再发送给主机单片机，其具体的程序流程图如图3所示。图3PLC端通讯程丿芋流程图4结朿语本文利用单片机与PLC的串行通信方法，成功的应用于多个项冃屮，实际表明该方法

7、简单町靠,成木低，而且易于扩充经济实用的其它功能，如A/D、D/A等功能，取得了较好的社会效益和经济效益。