饒 偉 湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院 湖北孝感 432000

小議PLC與單片機(jī)之間的串行通信及應(yīng)用

饒 偉 湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院 湖北孝感 432000

本文提出了PL（C可編程序控制器）和單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)串行通信的概念，以松下電工中的FPI系列PLC和AT89C51單片機(jī)之間的串行通信為例，主要對(duì)串行通信硬件接口電路的串行連接的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行分析，通過校驗(yàn)碼的對(duì)接來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離間的PLC和單片機(jī)的通信。

可編程控制器；單片機(jī)；串行通信；應(yīng)用

在對(duì)PLC進(jìn)行工業(yè)控制的設(shè)備中，用戶大多數(shù)利用其進(jìn)行對(duì)接口的功能擴(kuò)展，例如鍵盤和顯示等，這就需要占用很大的I/O點(diǎn)資源，但是一般的較高級(jí)的PLC普遍都配有較高性能的串行接口單元（SIU）專門負(fù)責(zé)告訴串行通信任務(wù)，只需要極少量的甚至都不需要CPU進(jìn)行輔助，通過這種方法將CPU釋放出來的空間進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理或控制。 PLC的RS/232C接口就是這樣一個(gè)串行接口，除了可以和計(jì)算機(jī)進(jìn)行1B1的通信外，海能與其他例如打印機(jī)、讀碼機(jī)等外圍設(shè)備進(jìn)行連接，利用單片機(jī)和PLC通信，可以降低成本，并且應(yīng)用廣泛，能夠提高PLC應(yīng)用的靈活性。

1　單片機(jī)與PLC串行通信的特點(diǎn)

PLC和單片機(jī)各自有各自的優(yōu)勢(shì)，其中，PLC使用簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，運(yùn)行穩(wěn)定可靠而且驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，能在惡劣的環(huán)境下繼續(xù)工作，主要用于對(duì)機(jī)械等設(shè)備進(jìn)行控制。和現(xiàn)在常見的以太網(wǎng)、 ADSL等技術(shù)相比， PLC的分布更為廣泛，接入方便且成本低，可以有效減輕用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。單片機(jī)的占用體積小而且使用靈活便捷，可用在辦公設(shè)備、家用電器等儀器的傳感內(nèi)部的核心部位，在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，一般將單片機(jī)和PLC結(jié)合起來，進(jìn)而充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，單片機(jī)和PLC通過通信來進(jìn)行信息的交換，進(jìn)而形成一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)信息采集的整體的控制系統(tǒng)。

2　串行通信接口的設(shè)置

2.1單片機(jī)串行接口的設(shè)置

以AT89C51單片機(jī)為例，其內(nèi)部有一個(gè)串行口，發(fā)送端是TXD（P3.1），接收端為RXD （P3.0），AT89C51單片機(jī)主要是靠SCON 和PCON這兩個(gè)特殊的寄存器進(jìn)行控制，串行口主要是八位異步通信接口，適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接接口的八位數(shù)據(jù)的傳輸，每一幀信息都有一個(gè)起始位，一個(gè)終止位和八個(gè)數(shù)據(jù)位，AT89C51的CPU晶振為11.0592MHZ時(shí)，波特率一般用9600bps，波特率主要是由串行口方式寄存器SMOD的狀態(tài)和定時(shí)器T1的溢出率來決定的。

2.2PLC串行口參數(shù)的設(shè)置

PLC主要通過對(duì)系統(tǒng)寄存器進(jìn)行設(shè)置使串行接口實(shí)現(xiàn)初始化，例如我們通常使用的FP1的系統(tǒng)寄存器No.413就可以選擇特定的的RS232串口，波特率控制字可設(shè)置為H00，就是只由一個(gè)起始位和八個(gè)數(shù)據(jù)位還有一個(gè)停止位組成，不設(shè)有奇偶校驗(yàn)位。串口波特率設(shè)置的寄存器No.414可以用指定的RS232C串口波特率，一般可以設(shè)成HO1，波特率設(shè)為9600bps。

3　單片機(jī)與 PLC 串行口的通信過程

有一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器SBUF位于單片機(jī)的串行端口，在一定的條件下，一旦單片機(jī)向SBUF進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入就會(huì)啟動(dòng)發(fā)送程序，如果單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)就會(huì)啟動(dòng)接收程序。當(dāng)PLC與單片機(jī)通過RS-232C串行接口進(jìn)行通信過程中，發(fā)送過程主要是由單片機(jī)向PLC發(fā)送命令幀，由PLC對(duì)命令作出回應(yīng)，再由單片機(jī)對(duì)響應(yīng)幀進(jìn)行接收，這個(gè)過程稱為接受過程。通信過程主要是單片機(jī)進(jìn)行程序的啟動(dòng)和接收，PLC不需要應(yīng)用編程功能。

4　單片機(jī)和 PLC 的應(yīng)用

4.1單片機(jī)與PLC的應(yīng)用特征

PLC是建立在單片機(jī)之上的一種科技產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，單片機(jī)可以可以應(yīng)用到各種系統(tǒng)，不論是微型系統(tǒng)還是大型系統(tǒng)都可以由單片機(jī)進(jìn)行構(gòu)成， PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一個(gè)特殊例子。

單片機(jī)是一種芯片，通過用計(jì)算機(jī)編程語言如C語言、 VB等進(jìn)行命令語言的嵌入，再配合上相應(yīng)的場(chǎng)景和外圍設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)各種行業(yè)領(lǐng)域的各種功能，在進(jìn)行命令語言的嵌入時(shí)，同城情況下多采用梯形圖進(jìn)行編程，也可以使用組態(tài)軟件。在ARM出現(xiàn)之前，有很多小型的PLC都是用單片機(jī)作為CPU的，因?yàn)镻LC的本質(zhì)就是一套已經(jīng)做好的單片機(jī)系統(tǒng)，可以用來執(zhí)行命令。單片機(jī)主要是為科學(xué)研究使用，偏向于研究發(fā)明類，而PLC則是更偏向于在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

4.2單片機(jī)與PLC的區(qū)別與聯(lián)系

從硬件條件分析，PLC的機(jī)型較大，且成本較高，但是內(nèi)存和CPU的處理速度也很快，PLC的很多功能是單片機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的，但是單片機(jī)也有自己的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在高級(jí)玩具的制造上。盡管每個(gè)廠家生產(chǎn)出的PLC都不同，但是卻具有相同的工作原理和工能指標(biāo)，具有互換性；單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)卻是各種各樣，而且質(zhì)量也是千差萬別，使用和維護(hù)工作都很難學(xué)習(xí)。在二者的選擇上，對(duì)于單相系統(tǒng)，或是重復(fù)數(shù)較少的項(xiàng)目，可以采用PLC，因?yàn)槠鋸?qiáng)大的運(yùn)行效率和使用方法的多種多樣，可以幫助系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，這種方法的缺點(diǎn)就是成本較高；對(duì)于一些量大且具有很多配套項(xiàng)目的系統(tǒng)工程，需要結(jié)合成本低和效益高的項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇單片機(jī)系統(tǒng)是最佳的選擇，但是選擇單片機(jī)系統(tǒng)需要有實(shí)力堅(jiān)實(shí)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)作基礎(chǔ)，才能確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

5　結(jié)束語

串行通信是被廣泛應(yīng)用的通信方式，本文主要針對(duì)單片機(jī)和PLC之間的串行通信的特點(diǎn)、過程以及在生活中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，得出串行通信實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，適用于遠(yuǎn)距離的傳輸。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)單片機(jī)和PLC通信不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和開發(fā)，將二者進(jìn)行有效的融合，提高應(yīng)用價(jià)值。

［1］宗炳辰. 單片機(jī)與PLC的串行通信及應(yīng)用［J］. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，02：32.

［2］李 麗 艷. S7-226 PLC與AT89S51單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)研究［J］. 無線互聯(lián)科技，2012，12：147.

饒偉（1977-2）男，漢族，籍貫：湖北孝感，職稱：中級(jí)講師 學(xué)歷：碩士研究生 研究方向：電氣電子和機(jī)械電子工程