小议PLC与单片机之间的串行通信及应用

饶 伟 湖北职业技术学院汽车学院 湖北孝感 432000

小议PLC与单片机之间的串行通信及应用

饶 伟 湖北职业技术学院汽车学院 湖北孝感 432000

本文提出了PL（C可编程序控制器）和单片机之间实现串行通信的概念，以松下电工中的FPI系列PLC和AT89C51单片机之间的串行通信为例，主要对串行通信硬件接口电路的串行连接的实现方法进行分析，通过校验码的对接来提高数据传输的可靠性，实现远距离间的PLC和单片机的通信。

可编程控制器；单片机；串行通信；应用

在对PLC进行工业控制的设备中，用户大多数利用其进行对接口的功能扩展，例如键盘和显示等，这就需要占用很大的I/O点资源，但是一般的较高级的PLC普遍都配有较高性能的串行接口单元（SIU）专门负责告诉串行通信任务，只需要极少量的甚至都不需要CPU进行辅助，通过这种方法将CPU释放出来的空间进行数据的实时处理或控制。 PLC的RS/232C接口就是这样一个串行接口，除了可以和计算机进行1B1的通信外，海能与其他例如打印机、读码机等外围设备进行连接，利用单片机和PLC通信，可以降低成本，并且应用广泛，能够提高PLC应用的灵活性。

1　单片机与PLC串行通信的特点

PLC和单片机各自有各自的优势，其中，PLC使用简单，具有较强的抗干扰能力，运行稳定可靠而且驱动能力较强，能在恶劣的环境下继续工作，主要用于对机械等设备进行控制。和现在常见的以太网、 ADSL等技术相比， PLC的分布更为广泛，接入方便且成本低，可以有效减轻用户的经济负担。单片机的占用体积小而且使用灵活便捷，可用在办公设备、家用电器等仪器的传感内部的核心部位，在实际进行应用时，一般将单片机和PLC结合起来，进而充分发挥二者的优势，单片机和PLC通过通信来进行信息的交换，进而形成一个能够实现实时信息采集的整体的控制系统。

2　串行通信接口的设置

2.1单片机串行接口的设置

以AT89C51单片机为例，其内部有一个串行口，发送端是TXD（P3.1），接收端为RXD （P3.0），AT89C51单片机主要是靠SCON 和PCON这两个特殊的寄存器进行控制，串行口主要是八位异步通信接口，适用于点对点连接接口的八位数据的传输，每一帧信息都有一个起始位，一个终止位和八个数据位，AT89C51的CPU晶振为11.0592MHZ时，波特率一般用9600bps，波特率主要是由串行口方式寄存器SMOD的状态和定时器T1的溢出率来决定的。

2.2PLC串行口参数的设置

PLC主要通过对系统寄存器进行设置使串行接口实现初始化，例如我们通常使用的FP1的系统寄存器No.413就可以选择特定的的RS232串口，波特率控制字可设置为H00，就是只由一个起始位和八个数据位还有一个停止位组成，不设有奇偶校验位。串口波特率设置的寄存器No.414可以用指定的RS232C串口波特率，一般可以设成HO1，波特率设为9600bps。

3　单片机与 PLC 串行口的通信过程

有一个数据寄存器SBUF位于单片机的串行端口，在一定的条件下，一旦单片机向SBUF进行数据写入就会启动发送程序，如果单片机读取数据就会启动接收程序。当PLC与单片机通过RS-232C串行接口进行通信过程中，发送过程主要是由单片机向PLC发送命令帧，由PLC对命令作出回应，再由单片机对响应帧进行接收，这个过程称为接受过程。通信过程主要是单片机进行程序的启动和接收，PLC不需要应用编程功能。

4　单片机和 PLC 的应用

4.1单片机与PLC的应用特征

PLC是建立在单片机之上的一种科技产品，单片机是一种集成电路，单片机可以可以应用到各种系统，不论是微型系统还是大型系统都可以由单片机进行构成， PLC是单片机应用系统中的一个特殊例子。

单片机是一种芯片，通过用计算机编程语言如C语言、 VB等进行命令语言的嵌入，再配合上相应的场景和外围设备，可以实现各种行业领域的各种功能，在进行命令语言的嵌入时，同城情况下多采用梯形图进行编程，也可以使用组态软件。在ARM出现之前，有很多小型的PLC都是用单片机作为CPU的，因为PLC的本质就是一套已经做好的单片机系统，可以用来执行命令。单片机主要是为科学研究使用，偏向于研究发明类，而PLC则是更偏向于在实际生活中的应用。

4.2单片机与PLC的区别与联系

从硬件条件分析，PLC的机型较大，且成本较高，但是内存和CPU的处理速度也很快，PLC的很多功能是单片机无法实现的，但是单片机也有自己的优势，主要体现在高级玩具的制造上。尽管每个厂家生产出的PLC都不同，但是却具有相同的工作原理和工能指标，具有互换性；单片机的应用系统却是各种各样，而且质量也是千差万别，使用和维护工作都很难学习。在二者的选择上，对于单相系统，或是重复数较少的项目，可以采用PLC，因为其强大的运行效率和使用方法的多种多样，可以帮助系统在短时间内实现系统的功能，这种方法的缺点就是成本较高；对于一些量大且具有很多配套项目的系统工程，需要结合成本低和效益高的项目特点，选择单片机系统是最佳的选择，但是选择单片机系统需要有实力坚实的技术团队作基础，才能确保系统的安全稳定的运行。

5　结束语

串行通信是被广泛应用的通信方式，本文主要针对单片机和PLC之间的串行通信的特点、过程以及在生活中的应用情况进行分析，得出串行通信实用性强的特点，并且具有结构简单、运行安全、抗干扰能力强的优势，适用于远距离的传输。相信随着科学技术的不断发展，对单片机和PLC通信不断的进行创新和开发，将二者进行有效的融合，提高应用价值。

［1］宗炳辰. 单片机与PLC的串行通信及应用［J］. 数字技术与应用，2012，02：32.

［2］李 丽 艳. S7-226 PLC与AT89S51单片机串行通信设计研究［J］. 无线互联科技，2012，12：147.

饶伟（1977-2）男，汉族，籍贯：湖北孝感，职称：中级讲师 学历：硕士研究生 研究方向：电气电子和机械电子工程