单片机与PLC串行口通信电路设计研究,电气工程论文.docx

单片机与PLC串行口通信电路设计研究,电气工程论文在工业智能控制领域，广泛应用的设备有两种，一种是单片机，另一种就是PLC,但是单片机与PLC各自存在优缺点。PLC是在单片机的原理上得出的产物，它的主要功能就是降低工程研发时间，和单片机相比，其具备的优势就在于操作方便，不需要运用过多的电子方面的知识。单片机作为一个独立的单片计算机系统，性能方面存在较高的优势，且功能强大，能够知足各个电气控制的需求，但是，单片机具备开发困难、开发周期长、开发成本高等缺点，而PLC控制器中没有安装键盘、显示器等设备，因而不能对控制数据进行显示。 鉴于以上因素，针对多种控制任务，假若将单片机与PLC进行融合，各自发挥本身具备的优势，将会获得理想的结果。因而，要想实现上述功能，首先要就实现单片机与PLC之间的串行通信。本篇文章将重点对单片机与PLC之间的串行通信实现进行全面的解析和讨论。 2 单片机和PLC概述 单片机主要是借助超大规模集成电路技术，将具备数据处理功能的设备集中整合构建成一个微型的计算机控制系统，华而不实具备数据处理功能的设备主要有处理器、数据储存器、I/O口、中断系统、定时器等。 PLC即是可编程逻辑控制器，它是具备编程功能的存储器，其内部设有存储程序，一旦用户发出运算、控制、定时、保存等指令，能够利用数字或者模拟式输入或输出的方式来实现机械或者工业生产的控制。 3 单片机与PLC串行口通信接口电路及设置 3.1接口电路设计 PLC设备提供了标准化的RS系列接口，电平逻辑为常规的EIA逻辑，而AT89C5型号1的电平逻辑和PLC并不兼容，主要为TTL或CMOS系列的电平逻辑，因而就需要进行电平件的逻辑转换处理。通常情况下，我们主要应用MAX系列的串行通信芯片，这是由于其具有单片集成双的驱动功能和接收功能。在进行通信接口电路供电时，一般应用单一+5V型号的电源，并在通信接口电路外部接入四支RS系列接口，进而实现TTL或CMOS系列的电平逻辑转换。因而，TTL或CMOS系列的电平逻辑直接借助RS系列接口实现数据信号的输送。 3.2 RS-232C串行通信接口的设置 1PLC串行口的设置 以松下电工FP1系列的PLC为例，利用安装系统托存器的方式来实现PLC串行口初始化处理，该串行通信接口格式主要以RS系列接口为主，华而不实，在进行控制字各位设定时，能够将其设定为H00,也就是设计一个起始位置、设计八个数据位置、设计一个无校验以及设计一个停止位置。但是，在进行No.414型号的托存器安装时，必需要应用RS系列中型号为232C的接口，并在进行控制字各位设定时，将其设定为H01,我们可以以将其称之为计算机连接通信方式。 2单片机串行口的设置 在进行单片机串行口的设置时，首先要在单片机内部安置一个串行口，将TXD设置为数据的输送位置，把RXD设置为数据的接收位置。华而不实，该设备中主要被两种型号的托存器进行控制，一种是SCON型号的托存器，另一种是PCON型号的托存器。在进行软件设置时，通信方式常采用的是标准异步通信。它是将单片机串行口设置成八个异步通信接口，这种方式主要应用在点对点的单片机串行口中。每帧信息有十个位，包括一个起始位置、八个数据位置、一个停止位置。 3.3通信协议设计 单片机与PLC之间的串行通信的工作原理是，借助单片机设备对PLC发送命令，PLC根据单片机设备下达的命令，进行数据信息的传送和接收，进而给机械或者工业生产提供数据参数。通信协议主要利用指令或接收等形式来实现数据的传送，华而不实每帧字符不能高于三十个。 单片机设备传送的数据流构造形式分为六种：起始符、指令码、元件首址、字节数、数据块以及结束符。 1起始符 数据流中排在首位的字符，预示着单片机设备将要传送数据。 2指令码 单片机设备给PLC发送的执行指令。华而不实发送的指令有两种，一种是读取指令，另一种是修改指令。 3元件首址 PLC内部构造中存在的元件型号和托存器所在的位置，华而不实元件首址占据两个字符。 4字节数 以元件首址为起点，对PLC内部构造中所有数据信息进行读取和传送，同时还要保证数据信息读取和传送的精准性。 5数据块 其占据字符数量不高于20个。 6结束符 主要是指指令结束，在PLC中占据一个字符。 4 单片机与PLC串行口的通信经过 在单片机与PLC串行口的通信经过中，单片机的串行接口处设有一个SBUF型号的数据托存器，这个托存器不仅具备数据传送功能，同时还具备数据接收功能。在一样的条件下，单片机只要把想传送的数据进行输入，并启动设备，就能够实现数据的传送，这时数据托存器就会启动接收功能进行数据接收。当PLC利用RS型号的接口来实现和单片机通信时，我们能够先让单片机给PLC发送一个命令帧格式指令，并进行数据的发送，当PLC接收到指令后，会立即作出响应，这时单片机也会接收到PLC发送的响应帧格式指令，并进行数据的接收。这些通信经过都是由单片机来实现，PLC不需要进行通信程序的编制。 4.1发送命令帧格式 在进行通信时，首先需要单片机给PLC发送一个呼叫命令，华而不实包含一些特殊表码或者呼叫字符等，发送命令帧格式见图1: