PLC与单片机串口通信的实现

随着科学技术、 网络通信技术 以及 自动化技术的快速发展 ， 可 ２通信接 口电路的设置 编程 逻辑控制器（ ｐ ｌ ｃ ） 的功能 日益 强大 ， ｐ ｌ ｃ 不仅能够 实现逻辑控 制， ２ ． １接 口电路 的设 计 而且还能 实现数字控制 、 远程控制 以及运动控 制等 ， ｃ 逻辑控制器 俯一２ ３ ２ ｃ 接 口是ｐ ｌ ｃ 的一个 标准的接 口， 主要 采用ｅ ｉ ａ 电平逻辑 ， 已经广泛应用于 电力 、 交通运输 、 冶金 、 汽车制造等等各行各业 。 而ａ ｔ ８ ９ ｃ ５ １ 主要采用ｔ ｔ ｌ ／ ｃ ｍｏ ｓ 电平逻辑 ， 由于这些 电平 不能互相兼 容， 所以应该将ｅ ｉ ａ 电平逻辑和ｔ ｔ ｌ ／ ｃ ｍｏ ｓ 电平进行转换 ， 在 我们 使 １单片机与ｐ ｉ ｅ 串行通信的特点 用的ｍａ ｘ ２ ３ ２ 串行通信芯片 中主要是单片集成双玲一２ ３ ２ 接收器。 这 ｐ ｌ ｃ 和单片机各有各的优点和长处 ， 可编程 逻辑 控制器使用简 种串行 通信接 口主要采用斗 ＿ 一５ ｖ 的 电源供 电， 然后外接四支 电容 形 单、 抗干扰 能力强 、 运行可靠 ， 并具有较强的驱动能力 ， 可 以在条件 成标准 的ｒ ｓ 一２ ３ ２ 通信接 口， 从 而可 以使 ｅ ｉ ａ 电平和ｔ ｔ ｌ ／ ｃ ｍｏ ｓ 电平之 恶劣的环境下工作 ， ｐ ｌ ｃ 主要用于机械设备的控制ｐ ｌ ｃ 与现在的 以太 间的转换 ， 经过转换之 后两者就可 以通过玲一２ ３ ２ 接 口实现信号之 网、 ａ ｄ ｓ ｌ 等宽带 技术 相 比， ｐ ｌ ｃ 具有 以下优点 ： ｐ ｌ ｃ 分布广 泛 ； 接入方 间 的传送 。 便， 并且ｐ ｌ ｃ 接入成本 比较低 ， 费用低 ， 可 以减轻用户的负担 。 单片机 ２ ． ２串行 通信 接 口的设置 体积小、 价格低 ， 并且使用方便灵活 ， 单片机可 以用于办公设备 、 家 ２ ． ２ ． １单 片机 串行口的设 置 用电器 、 仪器仪表 以及传感 内部 的核心部位 。 在实 际的应用 中， 需要 ａ ｔ ８ ９ ｃ ５ ｌ 单片机 内部有一个 串行 口， ｔ ｘ ｄ （ ｐ ３ ． １ ） 为发送端 ， ｒ ｘ ｄ 把单片机和ｐ ｌ ｃ 两者结 合起来从而可以发挥各 自优点 和长处 。 单片 （ ｐ ３ ． ０ ） 为接 收端 ， ａ ｔ ８ ９ ｃ ５ １ 主要有ｓ ｏ ｏ ｎ 和Ｉ ｘ ； ｏ ｎ 两个特 殊的寄存器 进行 机和ｐ ｌ ｃ 通过通信进 行交换信息 ， 从 而组成控制 系统 ， 实现实时采 控制 ， 在软件设置的 四种通信方式工作时 ， 串行 口主要为８ 位异步通 集。 信接 口， 非常适合于集成点对点连接接 口的８ 位数据的传输 ， 每帧信 １ ． １ 单片机 串口介 绍 息有一个起始位 、 八个数据位和一个停止 位 ， ａ ｔ ８ ９ ｃ ５ １ 的ｃ ｐ ｕ 晶振为 ＡＴ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单片机 内部含有一个可编程全双工 串行通信 接 口， 具 １ １ ． ０ ５ ９ ２ ｍｈ ｚ 时， 波特 率主要采用９ ６ ０ ０ ｂ ｐ ｓ ， 波特率主要有 串行 口方 有ＵＡ ＲＴ 的全部功能。 该接 口电路不仅能 同时进行数据的发送 和接 式寄存器ｓ ｏｏ ｔ ｄ 的状 态和定 时器ｔ １ 的溢 出率 进行确定 。 收， 也 可作 为一个同步移位寄存器 使用。 ２ ． ２ ． ２ ｐ ｌ ｃ 串行 口参 数 的 设 置 在 进行 异步 通信 时 ， 数据 的发送和 接 收分别 在各 自的 时钟 ｐ ｌ ｃ 主要 通过进行设置系统 寄存器来 实现串行接 口初始化 。 比 （ ＴＣ Ｌ Ｋ和ＲＣ Ｌ Ｋ） 控 制下进行的 ， 但都必须 与字符位数的波特率保 如我们使用 的ｆ ｐ ｌ 的系统寄存器ｎ ｏ ． ４ １ ３ 可 以采用指定 的ｒ ｓ ２ ３ ２ 串口 持一致 。 ＭＣ Ｓ －５ １ 串行 口的发送和接收时钟可 由两种方 式产生 ， 一 波特率控制字可 以设 置为ｈ ０ ０ ， 即一个起始 位 ； ８ 个数据位 ； 一个停止 种是 由主机频率ｆ ｏ ｓ ｃ 经分频后产生 ， 另一种方 式是 由内部定时器Ｔ１ 位， 没有奇偶校验位 。 串 口波特 率设 置的寄存 器Ｉ ２ ０ ． ４ １ ４ 可以采用指 或Ｔ ２ 的溢 出率经 １ ６ 分 频后提供。 定的ｒ ｓ ２ ３ ２ ｃ 串 口波特率 ， 可以设置为ｈ ０ １ ， 其 中波特率为９ ６ ０ ０ ｂ ｐ ｓ ｌ 串 串行 口的发送过程 由一条 写发送缓冲器 的指令把数据 （ 字 符） 口方式设置寄存器ｉ ２ ０ ． ４ １ ２ 可以设置为ｈ Ｏ ｌ ， 这种方 式成为计算机 连 写入串行 口的发送缓冲器Ｓ ＢＵＦ （ 发） 中， 再 由硬件 电路 自动在字符 接通信方式 ， 站号设定 寄存器 可 以ｎ ｏ ． ４ １ ５ 可 以设置为ｈ ０ １ 。 的始 、 末加上起始位（ 低 电平） 、 停 止位 （ 高 电平） 及其它控 制位（ 如奇 偶位等） ， 然后在移位脉冲Ｓ ＨＩ Ｆ Ｔ 的控制下 ， 低位在前 ， 高位在后 ， 从 ３单 片机 与ｐ ｉ ｅ 串行 口的通信 过 程 Ｔ ＸＤ 端（ 方式０ 除外） 一位位地 向外 发送 。 单片机 的串行端 口有一个数据寄存器ｓ ｂ ｕ ｆ ， 在特定的条件下 ， 串行 口的接收与否受制于允许 接收位ＲＥ Ｎ的状态 ， 当ＲＥ Ｎ被 如果单片机 向ｓ ｂ ｕ ｐ 写人数据就启 动了发送过程 ， 如 果单片机 向ｓ ｂ ｕ ｐ 软件置“ ｌ ” 后， 允许接收器 接收。 接收端ＲＸＤ 一位位地接 收数据 ， 直 读入数据就启动 了接受过程 ， 当单片机 与ｐ ｌ ｃ ￣ ｌ ｌ ｉ 过ｒ ｓ － － ２ ３ ２ ｃ 串行接 口 到收到一个完整的字符数据后 ， 控制 电路进行最后一次移位 ， 自动 进行通信 时 ， 发送过程主要有单片机 向ｐ ｉ ｅ 发 出命令 帧格 式 ， 发送过 去掉启始位 ， 使接收中断标志ＲＩ 置“ １ ” ， 并向Ｃ Ｐ Ｕ申请 中断。 Ｔ Ｉ 和Ｒ Ｉ 程结束之后 ， ｐ ｌ ｃ 做 出响应 ， 同时单片机接受 响应 帧格 式 ， 这种过程 是 由硬件置 位的 ， 但需要 用软 件复位 。 称为接受过程通信过程主要 由单片机进行启动和接受不需要运 用 １ ． ２单 片机 串口控制 寄存 器 ｐ ｌ ｃ 进行编制程序。 其 中发 出命令帧格 式主要包括ｐ ｌ ｃ 站号 、 特殊标志 Ｓ ＢＵ Ｆ 是两个在物理上 独立 的接收 、 发送缓冲器 ， 可同时发送 、 位 以及 呼叫字符 等 ， 发 出命 令帧 。 接收数据 。 两个缓冲器只用一个字节地址９ ９ Ｈ， 可通过指令对Ｓ Ｂ ＵＦ ｉ ｅ 的应用 的读写来 区别是对 接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作 。 串 ４单片机与ｐ 行 口对 外有两条 独立的收发信号线ＲＸＤ （ Ｐ ３ ． ０ ） 、 Ｔ ＸＤ （ Ｐ ３ ． １ ） ， 因此 ｐ ｌ ｃ 是建立在单片机 之上 的一 种科技产 品， 单片机 是一种集成 可 以 同 时 发送 、 接收数据 ， 实现全双工 。 电路 ， 单片机可 以构成多种多样 的应用系统 ， 可以是大 型、 中型 、 小 １ ． ３单 片机 多机通 信 方案 选择 型 以及微 型的， 而ｐ ｌ ｃ 是单片机应用系统 中的一个特 殊的系统 ， 单片 根据需要 ， 各片 单片机有相等 的权 限， 每块 单片机都 可设置为 机可以配合外 围的 电路设计 出各种功能 ， 单片机 一般采用语 言 、 汇 主机或从机 ， 因此单片机 的串 口应 具有双 向可选择性 。 采用两个 同 编语言等， 这种系统可以应用于各个领域内 ， 并且也非常安全 可靠 。 相三态Ｉ ＇ － ｌ ￣ ｌ ｌ 上一个反相器即可构成这样的接 口， 并 由单片机 的一根 单片机 的应用系统是非常广泛的 ， 但是单片机的使用和维护是非常 引脚控 制单片机 串 口的连接方 式。 困难 的， 从ｐ ｌ ｃ 和单 片机的系统 的选用上来讲对 于单项的工程采 用 发送数据区可存放 １ Ｂ～４ ８ Ｂ 的数据 ， 以空字符 ’ ＼ ０ ’ 作为发送数 ｐ ｌ ｃ 是非常快捷 、 并且成功率高、 可靠性好 ， 但是成本 比较高。 对于大 据结束标志。 接 收数据时 以空字符作为接收有效数据结束标志 。 通 量的配套的项 目来讲 ， 采用单片机具有成本低、 效益高等优点。 随着 信结束 时， 从机 发 回收发 长度作为 校验。 下转第 １ ２ ５ 页
应 用 研 究
Ｐ Ｌ Ｃ与单片机 闻 出版 广 电总局 ７ ２ ４台 陕西 岐 山 ７ ２ ２ ４ ０ ０ ）
摘要： 本文主要进行探讨单片机与可编程逻辑控制器ｐ ｌ ｃ 之间的串行通信以及各个系统在通信技术中的应用， 本文主要以ａ ｔ ８ ９ ｃ ５ １ 单片机和 ｉ 系 列的 单片机 为 例进 行 阐述 单片机 与ｐ ｌ ｃ 的 串行 通信 。 关键 ｉ Ｎ ： ｐ ｌ ｃ 单 片机 串行 通信 中 图分类 号： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ． ５ 文 献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ － ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ － ０ １ ２ ３ — ０ ２