小議PLC與單片機之間的串行通信及應用

饒 偉 湖北職業技術學院汽車學院 湖北孝感 432000

小議PLC與單片機之間的串行通信及應用

饒 偉 湖北職業技術學院汽車學院 湖北孝感 432000

本文提出了PL（C可編程序控制器）和單片機之間實現串行通信的概念，以松下電工中的FPI系列PLC和AT89C51單片機之間的串行通信為例，主要對串行通信硬件接口電路的串行連接的實現方法進行分析，通過校驗碼的對接來提高數據傳輸的可靠性，實現遠距離間的PLC和單片機的通信。

可編程控制器；單片機；串行通信；應用

在對PLC進行工業控制的設備中，用戶大多數利用其進行對接口的功能擴展，例如鍵盤和顯示等，這就需要占用很大的I/O點資源，但是一般的較高級的PLC普遍都配有較高性能的串行接口單元（SIU）專門負責告訴串行通信任務，只需要極少量的甚至都不需要CPU進行輔助，通過這種方法將CPU釋放出來的空間進行數據的實時處理或控制。 PLC的RS/232C接口就是這樣一個串行接口，除了可以和計算機進行1B1的通信外，海能與其他例如打印機、讀碼機等外圍設備進行連接，利用單片機和PLC通信，可以降低成本，并且應用廣泛，能夠提高PLC應用的靈活性。

1　單片機與PLC串行通信的特點

PLC和單片機各自有各自的優勢，其中，PLC使用簡單，具有較強的抗干擾能力，運行穩定可靠而且驅動能力較強，能在惡劣的環境下繼續工作，主要用于對機械等設備進行控制。和現在常見的以太網、 ADSL等技術相比， 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濟負擔。單片機的占用體積小而且使用靈活便捷，可用在辦公設備、家用電器等儀器的傳感內部的核心部位，在實際進行應用時，一般將單片機和PLC結合起來，進而充分發揮二者的優勢，單片機和PLC通過通信來進行信息的交換，進而形成一個能夠實現實時信息采集的整體的控制系統。

2　串行通信接口的設置

2.1單片機串行接口的設置

以AT89C51單片機為例，其內部有一個串行口，發送端是TXD（P3.1），接收端為RXD （P3.0），AT89C51單片機主要是靠SCON 和PCON這兩個特殊的寄存器進行控制，串行口主要是八位異步通信接口，適用于點對點連接接口的八位數據的傳輸，每一幀信息都有一個起始位，一個終止位和八個數據位，AT89C51的CPU晶振為11.0592MHZ時，波特率一般用9600bps，波特率主要是由串行口方式寄存器SMOD的狀態和定時器T1的溢出率來決定的。

2.2PLC串行口參數的設置

PLC主要通過對系統寄存器進行設置使串行接口實現初始化，例如我們通常使用的FP1的系統寄存器No.413就可以選擇特定的的RS232串口，波特率控制字可設置為H00，就是只由一個起始位和八個數據位還有一個停止位組成，不設有奇偶校驗位。串口波特率設置的寄存器No.414可以用指定的RS232C串口波特率，一般可以設成HO1，波特率設為9600bps。

3　單片機與 PLC 串行口的通信過程

有一個數據寄存器SBUF位于單片機的串行端口，在一定的條件下，一旦單片機向SBUF進行數據寫入就會啟動發送程序，如果單片機讀取數據就會啟動接收程序。當PLC與單片機通過RS-232C串行接口進行通信過程中，發送過程主要是由單片機向PLC發送命令幀，由PLC對命令作出回應，再由單片機對響應幀進行接收，這個過程稱為接受過程。通信過程主要是單片機進行程序的啟動和接收，PLC不需要應用編程功能。

4　單片機和 PLC 的應用

4.1單片機與PLC的應用特征

PLC是建立在單片機之上的一種科技產品，單片機是一種集成電路，單片機可以可以應用到各種系統，不論是微型系統還是大型系統都可以由單片機進行構成， PLC是單片機應用系統中的一個特殊例子。

單片機是一種芯片，通過用計算機編程語言如C語言、 VB等進行命令語言的嵌入，再配合上相應的場景和外圍設備，可以實現各種行業領域的各種功能，在進行命令語言的嵌入時，同城情況下多采用梯形圖進行編程，也可以使用組態軟件。在ARM出現之前，有很多小型的PLC都是用單片機作為CPU的，因為PLC的本質就是一套已經做好的單片機系統，可以用來執行命令。單片機主要是為科學研究使用，偏向于研究發明類，而PLC則是更偏向于在實際生活中的應用。

4.2單片機與PLC的區別與聯系

從硬件條件分析，PLC的機型較大，且成本較高，但是內存和CPU的處理速度也很快，PLC的很多功能是單片機無法實現的，但是單片機也有自己的優勢，主要體現在高級玩具的制造上。盡管每個廠家生產出的PLC都不同，但是卻具有相同的工作原理和工能指標，具有互換性；單片機的應用系統卻是各種各樣，而且質量也是千差萬別，使用和維護工作都很難學習。在二者的選擇上，對于單相系統，或是重復數較少的項目，可以采用PLC，因為其強大的運行效率和使用方法的多種多樣，可以幫助系統在短時間內實現系統的功能，這種方法的缺點就是成本較高；對于一些量大且具有很多配套項目的系統工程，需要結合成本低和效益高的項目特點，選擇單片機系統是最佳的選擇，但是選擇單片機系統需要有實力堅實的技術團隊作基礎，才能確保系統的安全穩定的運行。

5　結束語

串行通信是被廣泛應用的通信方式，本文主要針對單片機和PLC之間的串行通信的特點、過程以及在生活中的應用情況進行分析，得出串行通信實用性強的特點，并且具有結構簡單、運行安全、抗干擾能力強的優勢，適用于遠距離的傳輸。相信隨著科學技術的不斷發展，對單片機和PLC通信不斷的進行創新和開發，將二者進行有效的融合，提高應用價值。

［1］宗炳辰. 單片機與PLC的串行通信及應用［J］. 數字技術與應用，2012，02：32.

［2］李 麗 艷. S7-226 PLC與AT89S51單片機串行通信設計研究［J］. 無線互聯科技，2012，12：147.

饒偉（1977-2）男，漢族，籍貫：湖北孝感，職稱：中級講師 學歷：碩士研究生 研究方向：電氣電子和機械電子工程