PLC與單片機之間的串行通信及應用研究

盛子良 羅 丹

(沈陽工學院，遼寧 撫順 113122)

在工業控制領域主要是應用PLC和單片機，PLC最重要的一個特點是負載驅動能力，在運行過程中的抗干擾能力也十分強大。單片機是一種常用的辦公儀器，辦公用品，同時也可以作為傳感器的核心器件，其具有體積較小的特點，使用起來方便靈活，能夠利用串行的方式進行信息交換，并且建立自動控制系統。

1 PLC與單片機的基本理論概述

PLC是一種可編程的邏輯控制器，是可以搭載于單片機之上的科學技術產品，而單片機是一種集成電路，能夠和多種技術兼容，能夠實現各種控制和生產系統，目前在工業機械生產領域應用十分廣泛。PLC可以作為單片機應用系統之中的一個功能模塊，能夠通過C語言、VB命令等方式實現操作功能，并嵌入到單片機中，保證單片機各項功能的順利運行，除此之外，在生產設備和生產系統之中PLC作為各個功能模塊之間的協調和配合，最終實現生產領域的自動化優化操作。

2 PLC與單片機之間的串行通信的技術要點分析

2.1 SMATICS7-200系列PLC簡介

在選擇PLC時可以選擇西門子的SMATICS7-200系列，該系列的PLC與傳統的相比較來說具有體積小便于使用的特點，有非常多的功能指令，并且具有十分強大的通信功能，能夠滿足通信需求。此外，該型號PLC能夠在多種工業化控制設備中實現技術功能的應用。在實際的工業應用中通常是和單片機之間利用異步通信的方式，和通信標準差分接受、平衡驅動功能互相結合并建立新接口標準。該型號PLC可以支持多種串行協議配置，采取自由端口模式，可以直接通過語句實現編程，工作人員能夠根據實際要求自定義操作通信協議，這也是不同智能設備能夠連接的基礎。在自由端口模式條件下，該型號PLC能夠將小于255個字節的數據信息同時接收或是傳輸，并且能夠控制和更改字符接收數據，操作方式十分簡便，但是在編程操作上稍微困難一些。

2.2 PIC16F877單片機簡介

PIC16F877單片機由高速運算的CPU、數據存儲器、定時器、端口等多部分組成，單片機將極高規模的集成電路都集結在這個很小的芯片中，單品A級芯片也可以稱為是一個體積小但是功能強大的微型計算機系統。PIC16F877單片機芯片不僅僅在工業制造方面應用廣泛，同時在一些電子設備上也在使用，還能和多種系統兼容，是因為這種單片機的CPU和FLASH兩部分，CPU的數據處理功能和FLASH的編程功能使這種單片機的運行方式更加多樣，可以適配更多的嵌入系統。在串行通信的設計中，PLC能夠根據需要對單片機多機型通信方案進行選擇，給每一個單片機都設置上主機與從機的權限，提高單片機串口的雙向選擇可能性。在工業生產領域，PLC與單片機實現串行通信的例子非常多，例如工業生產的電子器件共晶設備就是利用串行通信連接系統對設備的溫度進行控制。總而言之，在單片機內部構建集中串行通信模塊，能夠保證PLC與單片機以及其他生產設備之間實現遠程通信操作。

2.3 串行通信系統的具體應用技術要點

PLC和單片機的數據傳輸工作原理就是通過定長發送的方式來進行數據信息的傳輸。因為在串行通信系統中的單片機串行接口位置有特別設置的數據寄存器，所以數據的主要傳送與接收任務都是由該部分完成，在數據輸入完成后啟動相對應的設備能夠保證數據傳輸過程的安全穩定。為了保證數據接受的穩定可靠性，必須要進行校驗碼的核對，每一幀的數據信息接受完畢之后，需對其中的數據進行重新計算，若兩者之間的差異性較大就會對數據舍棄并且不會再次發送。單片機的主要任務就是整個通信過程的順利完成，同時和PLC相互配合以實現重新編制通信程序的目的。在整個串行通信系統中具有很多個延時程序，這都需要由單片機和PLC質檢相互配合最終完成數據信息的中斷接受和處理。

3 總結語

我國現階段正處于科學技術高速發展的時期，智能化工業生產是目前的發展趨勢，PLC與單片機之間的串行通信在工業自動控制領域應用也較為廣泛。經過一系列的實驗表明，SMATICS7-200系列PLC和PIC16F877單片機共同構成的串行通信系統具有穩定的操作能力，符合現代工業控制通信的需求，為我國的工業自動化控制發展提供了有利條件。