基于单片机与PLC的串口通信研究

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摘要：单片机作为一种方便实用的微处理器，广泛应用于各种电子产品的设计中。PLC作为工业控制系统，广泛应用于工业控制的各个领域。但由于其模块数量较少，PLC相对比较昂贵。为了提高PLC应用的灵活性，降低使用成本，使PLC在工业控制和自动化的各个领域得到更广泛的应用，提出了单片机和PLC之间的串行通信。

关键词：PLC；单片机；串行通信

1前言

随着科学技术、网络通信技术和自动化技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）的功能越来越强大，PLC不仅可以实现逻辑控制，还可以实现数字控制，远程控制和运动控制、PLC逻辑控制器已广泛应用于电力、交通、冶金、汽车制造等各行各业。

2单片机与PLC串行通信的特点

PLC和单片机各有各的优点和长处，可编程逻辑控制器是使用简单，抗干扰能力强，运行可靠，驱动能力强，可以工作的环境条件下，PLC主要用于机械设备控制的PLC和现在相比，以太网和adsl宽带技术，PLC具有以下优点：PLC广泛分布；轻松访问；而PLC的接入成本低，成本低，可以降低用户的负担。单片机体积小，价格低，使用灵活。它可用于办公设备、家用电器、仪器仪表和传感器的核心部件。在实际应用中，需要结合单片机和PLC，充分发挥其优势和优势。微控制器和PLC通过通信实现信息交流，形成控制系统，实现实时采集。

2.1单片机串口控制寄存器

SBUF是两个物理独立的接收和发送缓冲区，可以同时发送和接收数据。两个缓冲区仅使用一个字节地址99H，可以用来区分SBUF的读和写和缓冲区的操作。串行端口有两个独立的收发器，RXD（P3.0）和TXD（P3.1），因此它可以同时发送和接收数据以实现全双工。

2.2单片机多机通信方案选择

根据需要，每个单片机都有相同的权利，每个单片机都可以设置为主机或从机器上，所以单片机串口应该具有双向选择性。该接口由两个相同的三态门和一个逆变器组成，单片机由单片机的一个引脚控制。发送数据区域可以保存1B~48B的数据，null字符'\0'作为发送数据结束标记。接收数据时，使用空字符作为接收有效数据的结束标记。在通信结束时，检查机器的发送和接收长度。

3通信接口电路的设置

3.1接口电路的设计

rs-232c接口是一个标准的接口，PLC主要采用eia水平逻辑，和at89c51单片机主要使用TTL/cmos逻辑层面，由于这些水平不能互相兼容，所以环评应该级别和TTL/cmos逻辑转换，我们使用的串行通信芯片max232中主要是单片集成rs-232收发器。这种串行通信接口主要采用+-5v电源，然后外部标准形成四个电容器rs-232通信接口，使环评和TTL/cmos水平之间的转换，转换后都可以使用rs-232接口之间实现信号传输。

3.2串行通信接口的设置

3.2.1单片机串行口的设置

At89c51单片机内部有一个串口，TXD发送者（p3.1），RXD（p3.0）作为接收端，At89c51单片机主要有两个专用寄存器sconpcon，工作在软件设置四种沟通模式，八个异步通信的串口接口，非常适用于点对点的连接接口的集成的8位数据传输，每一帧信息有一个起始位，8位数据位和一个停止位，At89c51单片机CPU晶体是11.0592兆赫，波特率主要采用9600bps，波特率主要为串口模式寄存器smod状态和定时器t1溢出率。

3.2.2PLC串行口参数的设置

PLC主要通过设置系统寄存器实现串行接口的初始化。例如，系统寄存器no。我们使用的fp1可以设置为h00，即，一个起始位置与指定的rs232串口速率控制字。8位数据位；停止位，没有奇偶校验位。寄存器。串口率设置的414可以设置为h01，波特率为9600bps，指定rs232c串口率。串行端口模式设置寄存器no。412可以设置为h01，成为计算机连接通信方式。站号设置寄存器可以设置为h01。

4单片机与PLC串行口的通信过程

单片机串口有数据寄存器sbuf，在特定的条件下，如果单片机sbup写入数据在传输过程中，如果单片机sbup验收程序读入数据，当单片机和PLC通过rs-232c串行接口通信，发送过程主要包括PLC、单片机发送命令帧格式、传输过程PLC响应后，单片机同时接受响应帧格式，这一过程被称为接受通信过程，主要由单片机组成，开始和接受不需要使用PLC程序。命令帧格式包括PLC站号、特殊标记位置、呼叫字符等。

5单片机与PLC的应用

PLC是一种基于单片机技术，单片机是一种集成电路，单片机可以构成各种各样的应用程序，可以在大，中型，小型和微型PLC是一种特殊的系统的单片机应用系统中，单片机外围电路设计的各种功能，单片机在使用c语言，汇编语言，等，该系统可以应用于各个领域，而且非常安全可靠。单片机应用系统是一个非常广泛的应用系统，但是单片机的使用和维护是非常困难的，对于单片机的PLC和单片机系统的选择是非常快的，而且成功率高，可靠性高，但成本较高。对于大量支持项目，单片机具有成本低、效率高的优点。随着科学技术的不断进步和更新，在单片机系统中嵌入PLC系统的性能不仅得到保证，而且保证了项目的效益。

目前，单片机渗透到我们生活的各个领域，很难找到任何没有MCU痕迹的领域。导弹导航设备，控制平面的各种仪器、计算机网络通信和数据传输、实时控制和数据处理，工业自动化过程中广泛使用的各种智能IC卡、民用豪华轿车的安全系统录音机，相机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用提机器人，智能仪表和医疗设备在自动控制领域。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，计算机技术的发展和工业自动化的提高，在许多情况下，单元控制不能满足要求，因此必须在多个机器控制的形式，多机控制主要通过单片机实现的串行通信。作为单片机串行通信常用的通信方式之一，由于其通信编程灵活，硬件简洁，遵循统一的标准，因此在工业控制领域得到了广泛的应用。

一种大规模的检测和控制系统，通常由多台单片机组成，由多机通信系统组成。Mcs51系列单片机为实现多机通信网络设计了一种方便的串行通信接口功能。将更多的mcs51单片机串行总线形式的每个通道，通过编写单片机串口控制寄存器，串行口为2路或3路，可以实现主机与分机之间的串行通信。该多机系统结构简单，使用广泛，但只能通过主机调用扩展实现，实现主机与扩展之间的全双工串行通信。

6结束语

串行通信是一种广泛使用的通信方式，本文主要采用at89c51单片机和PLC串口通信等方式进行讨论，由此产生的串行通信技术是一种较强的实用性；结构简单，操作可靠，抗干扰能力强，用于长距离传输。随着科学技术的进步，单片机和PLC通信系统的不断开发和利用，进一步结合了有效的通信技术，创造了更高的应用价值。多机协同工作是单片机发展的一个重要趋势，单片机通信的主要模式仍然是主从式多机通信系统。单片机通信的目的是实现分布式处理系统。单片机中多机通信的方式多种多样。

参考文献：

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