浅谈51内核单片机与FX系列PLC通信设想

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1、浅谈51内核单片机与FX系列PLC通信设想摘要分析了51内核单片机（AT89C51）和FX系列PLC串行通信接口的工作特性,介绍了FX系列PLC的通信协议及其与单片机通讯的设计思想，提出了两者之间实现串行通信的新概念，重点阐述了串行通信硬件接口电路的实现方法，设计力求结构简单，成本低，具有良好的可靠性，有望在将来推广应用于实际工程项目中。关键词51内核单片机FX系列PLC串行通信接口电路1引言可编程程序控制器（简称PLC）以其可靠性高、抗干扰强、开发周期短，已经成为一种较为普及的、适应多种应用环境的工业控制器。FX系列PL

2、C是日本MITSUBISHI公司推出的超小型可编程控制器，采用模块化结构，配有丰富的功能模块,具有体积小、配置灵活、应用广泛、性能价格比高等优点，在我国已大量应用于工业控制领域。AT89C51系列单片机是ATMEL公司推出的一种八位的高性能CMOS单片机，具有丰富的I/O功能，带有RAM、FPEROM和可编程串行通道等，适合工业环境使用，具有控制方式灵活，可靠性高。本文主要介绍AT89C51系列单片机与FX系列PLC之间的通信设计思想，阐述其通信接口的实现方法，介绍一种实用的操作、显示单元。在PLC组成的工业控制设备中，用

3、户多利用其并行接口进行功能的扩展，如键盘、显示等,这必然要占用大量的I/O点资源。其实，性能优良的PLC都应该配有高性能的串行接口单元（SIU）,用以专门负责高速的串行通信任务，不需要或仅需少量的CPU干涉。这样，可以将CPU解放出来集中解决数据处理或实时控制问题。三菱公司的FX系列PLC目前采用RS-422A通信口。这是一种典型的全双工串行通信方式，它除可以与计算机实现1：1的通信外，还可连接外围设备，如条码判读器、串行打印机等。若通过单片机与PLC进行通信，对PLC各寄存器进行读写，就可充分利用单片机成本低、扩展方便的

4、特点，使PLC应用更具灵活性。2接口电路设计FX系列PLC基本单元模块提供了一个RS-422异步全双工串行通讯口，该通讯口具有双重功能，较常用的一类功能是采用简易编程器、MEDOC软件包等编程软件对PLC的软件进行下载、对PLC的内部状态和数据进行监控;另一类功能是与上位机进行数据通讯。由于AT89C51单片机的SCI口电平为TTL电平，与RS-422A标准不兼容，因此单片机的SCI口与PLC的串行口连接时需要增加一个电平转换电路，用于实现RS-232C与RS-422之间的相互转换。如图1所示。RS422图1接口电路设计图

5、上图所示常用的RS-422总线驱动芯片为SN75174.SN75175.SN75174是发送器,SN75175是接收器，亦可用SN75176,它是集接收器和发送器于一身的。给RS422A通信接口加装光电隔离电路(即光耦)，可进一步提高PLC的抗干扰水平。3通信机制分析三菱FX系列PLC在其内部有一个特殊功能寄存器D8120,可以根据其中的内容，按照一定的协议实现与单片机之间的通信•但必须事先对PLC编程写入D8120.三菱FX系列的PLC控制器，采用的是422电气接口，与单片机通信时采用的格式通常要满足：(1)异步全双工串

6、行通信模式；(2)波特率9600bps;(3)偶校验；(4)帧校验:累加方式(和校验)；(5)字符形式:ASCII码。每个ASCII码的最高位在发送时被用作该字符的奇偶校验位，即在被发送的一个字节中,只有b0-b6表示实际发送的数据，而b7是奇偶校验位.发送一个字节的格式如图2所示：起始位bob2b3b4b6奇偶位停止位图2发送字节格式起始位1位、数据位7位、偶校验位1位、停止位1位单片机与PLC按主从方式进行通讯，单片机可向PLC发通讯请求信号ENQ,在收到PLC发回的响应信号后，开始数据通讯•通讯时，若干个字符组成一个

7、字符信息帧，其帧格式如图三所示：sn(M)字符1••••衬2字符N■m校验和馳校锹位

8、ON“8”（38H）强制单个目标元件状态（Y,M,S,T,C）为OFF清零命令若无校验错误时，PLC对ENQ的应答信号为ACK,对应ASCII码为06H;若检测到错误时，PLC对ENQ的应答信号为NAK,对应ASCII码为15H。开始通信时，发送帧中的每个字符都要进行偶校验，从CMD开始到ETX结束的所