西門子S7-200PLC與單片機(jī)AT89 C2051的串行通信及應(yīng)用研究

陳 贇，施 嶂，吳之晨

（上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201109）

從技術(shù)本質(zhì)的角度來講，PLC（可編程控制器）應(yīng)當(dāng)屬于目前工業(yè)控制領(lǐng)域的通用裝置，該裝置整合了現(xiàn)階段的自動(dòng)化技術(shù)、微機(jī)技術(shù)與通信處理技術(shù)，因此體現(xiàn)了較好的一體化特征[1]。在此前提下，目前關(guān)于單片機(jī)設(shè)備以及PLC之間應(yīng)當(dāng)能夠達(dá)到順利通信的效果，運(yùn)用串行通信的措施來優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)分析、過程參數(shù)監(jiān)控、系統(tǒng)報(bào)警以及系統(tǒng)參數(shù)修改的各項(xiàng)基本功能。

1 設(shè)置通信接口電路

1.1 設(shè)計(jì)系統(tǒng)串行接口

從現(xiàn)狀來看，很多通信模式都可以被西門子S7-200PLC采納，因此體現(xiàn)了較大的通信模式選擇范圍。通常情況下，對(duì)于通信模式可以選擇MPI的多點(diǎn)接口模式或者PPI的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口模式，此外還可以選擇自由口的特殊通信模式。具體在設(shè)置串行口的過程中，關(guān)鍵在于結(jié)合最基本的系統(tǒng)通信性能，如此才能達(dá)到最大化的串行通信效果。在系統(tǒng)端口的配合下，對(duì)于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)能夠用于存放多種類型的接收信息[2]。

此外，單片機(jī)AT89C2051并不包含較多的系統(tǒng)串行口，而是僅限于單一的串行接口。并且，單片機(jī)主要應(yīng)當(dāng)連接于系統(tǒng)內(nèi)部的接收端與發(fā)送端。在系統(tǒng)寄存器的操控下，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的異步通信效果[3]。并且在系統(tǒng)定時(shí)器的作用下，技術(shù)人員可以做到靈活確定現(xiàn)有的系統(tǒng)波特率，通常來講可以限定于每秒鐘9600b的波特率。在確定寄存器以及定時(shí)器目前的狀態(tài)基礎(chǔ)上，才能夠選擇適當(dāng)?shù)牟ㄌ芈蕯?shù)值。

1.2 設(shè)計(jì)接口電路

圖1 PLC的通信接口電路

RS485接口目前已經(jīng)能夠適用于較多種類的PLC設(shè)備，并且對(duì)于系統(tǒng)現(xiàn)有的電平邏輯也要進(jìn)行重新的設(shè)定。從串行系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的角度來講，一般可以選擇采用特殊的電平邏輯，通過運(yùn)用技術(shù)轉(zhuǎn)換的方式來保證系統(tǒng)電平能夠達(dá)到較好的兼容性。在系統(tǒng)芯片的范圍內(nèi)，通常可以劃分為接收器與驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)關(guān)鍵部分，并且設(shè)計(jì)為半雙工的系統(tǒng)通信方式。

2 改進(jìn)串行通信的過程

具體針對(duì)PLC系統(tǒng)來講，運(yùn)用串行通信手段能夠體現(xiàn)最大化的單片機(jī)擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能達(dá)到簡化整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造的效果。對(duì)于串行通信的各個(gè)操作流程如果要實(shí)現(xiàn)改善的目的，那么需要借助特定的技術(shù)手段來完成返回?cái)?shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)的各項(xiàng)基本操作。系統(tǒng)串行端口以及單片機(jī)構(gòu)成了串行通信的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)于SBUF的數(shù)據(jù)寄存器應(yīng)當(dāng)布置于串行端口的部位。這是由于，數(shù)據(jù)寄存器同時(shí)可以用于接收信息以及發(fā)送信息。在數(shù)據(jù)寫入的基礎(chǔ)上，對(duì)于發(fā)送數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)操作過程即可進(jìn)行全面的啟動(dòng)與處理。

系統(tǒng)主機(jī)在呼叫PLC的基礎(chǔ)上，對(duì)于特定的信息數(shù)據(jù)即可完成寫入或者讀取的處理。此外，來源于單片機(jī)的各項(xiàng)系統(tǒng)指令都可以被PLC接收，進(jìn)而體現(xiàn)了通信程序的合理化。例如針對(duì)特殊的命令幀格式而言，此類數(shù)據(jù)格式一般來源于單片機(jī)，其中包含呼叫字符、站號(hào)以及標(biāo)識(shí)碼。在成功完成各項(xiàng)指令接收的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)調(diào)整于特定的系統(tǒng)響應(yīng)格式，以便于進(jìn)行后續(xù)的系統(tǒng)通信操作并且實(shí)現(xiàn)精確的信息接收處理。

3 結(jié)束語

經(jīng)過分析可見，對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)如果要完善現(xiàn)有的串行通信功能，那么關(guān)鍵在于保證系統(tǒng)單片機(jī)以及系統(tǒng)PLC能夠達(dá)到全方位的實(shí)時(shí)性通信效果。在此過程中，技術(shù)人員需要運(yùn)用合理措施來設(shè)置現(xiàn)有的串行通信接口，并且還要遵照特定的通信程序予以實(shí)現(xiàn)。通過優(yōu)化與完善整個(gè)的單片機(jī)通信操作過程，應(yīng)當(dāng)能達(dá)到切實(shí)保證通信過程完整與高效的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上對(duì)于PLC系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行明顯的改進(jìn)與優(yōu)化。