网站原创【摘 要】目前,信息控制技术已在各个领域被广泛应用,这得益于计算机自动化技术与通讯技术的飞速发展.尤其是单片机与可编程控制器的推广应用,已经在各种规模的控制系统中得到人们的普遍青睐.实际操作时人们常常将二者结合使用实行串行通信,发挥其综合优势来实现信息的交换.文章针对单片机和可编程控制器的串行通信进行了实例探讨,以西门子S7-226可编程控制器与AT89S51单片机的串口通信为例展开详细阐述,并针对单片机和可编程控制器的性能及使用方法进行了详细的介绍.
【关 键 词】可编程控制器；单片机；串行通信
串行通信是一种广泛应用于各个领域的通信方式,西门子S7-226可编程控制器与AT89S51单片机的结合作为一种新的串行通信方式,它在工业领域有广泛的运用,无论是从实用性还是灵活度的角度分析,该设计的结构都相对比较简单,且制作成本也相对较低,具有较强的发展价值.
一、参与试验中的通信硬件综述
1.试验中的单片机通信功能概况
AT89S51单片机是一种低功耗,高性能的单片机,包括4k字节的网络怎么写作提供商能够对Flash只读程序存储器反复擦写一千次,另外还有128字节的随机存储器和一个全双工串行通信端口,不仅可以进行网络间通讯,而且还可以实现串行的异步通讯,甚至可作为一个同步的移位寄存器进行使用.一般来说,这种单片机可通过串口的中断实现数据的传输,由于它的串行通信口输出为TTL电平,在外在端口变为RS232端口进行全双工通信时,可以通过相应可靠型号的芯片等进行电平转换.而与外设含有RS-485接口时,则必须选择与之相对应型号的配套芯片实现电平的转换来进行半双工通信.
2.试验中的可编程控制器通信功能概况
西门子S7-226可编程控制器具有13K字节程序的数据存储量,两个9针RS-485端口与24路输入和16路输出,共包含40个数字量的I/O点,支持点至点、多点接口,自由通信等协议.PPI协议作为主从协议中的主站必须按照所要求的指令向从站设备传输信息.而从站设备只有响应的职能却不能够提供有效的信息反馈给主站的一方.PPI协议广泛应用于可编程控制器同触摸屏之间的通讯中.这其中主站是触摸屏,从站是可编辑控制器,通过触摸屏来传输指令,可编程控制器进行响应,但是并不向触摸屏发送反馈信息.而相对于许多的端口来说,可编程控制器允许主站与主站,主站与从站之间的通讯,而如果控制器是相对较大的规模的话,并且这个控制系统具有大量的控制器和集成线路端口,完成通信过程则需要借助其他的协议才能实现.针对自由方式的通信,则可以依据用户的需求对通讯协议进行配置和编程,就可以达成像单片机、打印机和变频器等一系列类似设备之间的联通灵活通信了.
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二、参与试验的项目设计
参与试验的项目硬件构成AT89S51单片机同西门子S7-226可编程控制器之间实现信息传输与反馈需要遵守以程来实现.西门子S7-226控制器上只有唯一一个RS-485端口,通过此端口接受发送器来连接单片机.因此需要选择有效可靠的端口来达成,可编程控制器所发出的485电平信号就可以通过转换进而变为单片机可以接收的信号,并借助相应形式的串口联结线实现内部寄存器的输入.可编程控制器同单片机间无法同时进行接收和发送主要是由于端口处所使用的是半双工的方式.这样,它们在进行信息的实时发送过程中,需要一个来自外部的硬件握手信号来实现二者的联结.
此次试验项目里在可编程控制器端选用的是1个数字量的输入口I0.0和输出口Q0.0,而内部寄存器端口采用的是并口P1中的P1.0、P1.1以及P1.2.以下是二者实现联结的具体操作事宜：当单片机需要向可编程控制器反馈信息的时候,置位P1.2可通过光耦PC817进行24V高电平向I0.0的输出,当前可编程控制器便是处于接收端的状态,要中断并对接收信息进行相应地设置,微控制器置P1.0低电平时也可以实现与指定端口之间的传输.这样,信息便通过相应的端口向选定好的端口实现传输发送,并且又转换为可编程控制器端口可以接收到的信号.而可编程控制器需要向单片机进行信息的发送时,可编程控制器可借助输出口Q0.0向单片机的P1.1进行高平点的发送,微控制单元进行串口中断的设置,置P1.0作为高电平接收信息.
参与试验的项目通信协议的设计可编程控制器和单片机二者实现串口通信需要借助RS-485来完成,RS-485作为一种标准协议必须规定并提供指定对应的七层网络协议模型中最底层的规定,双方还需要进行其他的一些协议规定,比如字符格式以及波特率等内容.依照参与试验中各个具体项目的实际特性,在传送过程中进行相应的规定,无奇偶校验,并选择相对应的波特率.同时,加入帧校验码或者对起始字符和结束字符进行相应的标准化规定以保障在发送数据时整个通信过程的稳定和可靠.在计算帧校验码的过程中,必须以字节为依据对所传输的数据通过异或运算方式得出最终的数据,将所得结果发送给接收方,后者再进行相同的运算.然后将后者得出的结果与前者相较,如果前后运算结果出现了偏差,那么就要对发送过来的错误信息予以放弃并要求重新发送,数据传输格式如下所示：
起始字符状态信息有效数据帧校验码（FCS）结束字符
实际上,无论什么样的可编程控制器都能够与单片机通过串口完成通信,关键是要掌握该可编程控制器的通讯协议,了解帧的传送格式,这样便可以达成两者之间的串行通信了.
结语
如今,单片机与可编程控制器的结合使用已被广泛应用于许多领域,掌握可编程控制器的通信协议,使其与单片机通过串口完成通信的设计具有重要的现实意义.