1 引言
　　PLC因為(wei) 穩定可靠、結構緊湊、簡單易學、功能強大和使用方便已經成為(wei) 應用麵最廣、最廣泛的通用工業(ye) 控製裝置，成為(wei) 現代工業(ye) 自動化控製的主要支柱之一。而單片機因為(wei) 成本低廉，使用靈活，功能多樣，在自動化領域應用及其廣泛，往往在一個(ge) 控製係統中可能會(hui) 出現單片機和PLC共存的情況，如果使二者互相聯係，互相通信，具有非常重要的現實意義(yi) 。

2 硬件以及通訊原理分析 
　　西門子S7-200係列PLC擁有RS-485串行口，所以要使MCS51單片機與(yu) S7-PLC進行通訊，可以采用幾種通訊方式。其中之一就是可以通過MCS-51的串行口與(yu) MAX485芯片相接，然後與(yu) S7-200 PLC的RS-485口進行通訊，其硬件連接如圖1所示。
　　S7-200 PLC是串行通訊方式最為(wei) 豐(feng) 富的小型PLC，支持多種通信協議，如點對點接口協議（PPI協議）、多點接口協議（MPI協議）和PROFIBUS協議以及自由通信協議等。其中自由通信協議又叫用戶定義(yi) 協議，利用自由端口模式，可以實現用戶定義(yi) 的通信協議，連接多種智能設備，使用起來非常　方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。
　　在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用戶來控製，通過梯形圖程序以及和單片機的匯編語言進行配合，來使用完成中斷、字符接收中斷、發送完成中斷等，通信協議由用戶完全控製。這時單片機處於(yu) 主機狀態，由單片機主動發送握手信號，PLC接到信號後被動反饋信息即可。

圖1 MCS-51單片機與(yu) S7-200的硬件接線圖

3 通信係統設計
　　3.1 通信協議設計
　　定義(yi) 根據經驗和有關(guan) 參考資料，定義(yi) 協議結構和參數。
　　（1）通信波特率為(wei) 9.6kbps，無校驗，8個(ge) 數據位，1個(ge) 可編程位，1位起始位，1位停止位。
　　（2）定義(yi) 通信協議的數據流結構的格式為(wei) 起始碼、命令碼、元件首址、字節數、數據塊、BCC校驗碼和結束碼。
　　● 起始碼：表示單片機與(yu) PLC開始發送數據，是數據流第一個(ge) 字符，告訴PLC開始進行通信了，可以用00H表示
　　● 命令碼：表示單片機對PLC的各種操作：
　　40H：讀取目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態；
　　41H：修改目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態；
　　42H：強製目標單元為(wei) ON；
　　43H：強製目標單元為(wei) OFF；
　　● 元件首址：表示PLC內(nei) 部的元件類型以及寄存器的地址（但不能表示一個(ge) 位地址）。前兩(liang) 個(ge) 字節表示寄存器類型，後兩(liang) 個(ge) 字節表示寄存器號。00 00（H）：I寄存器區 01 00（H）：Q寄存器區。02 00（H）：M寄存器區 08 00（H）：V寄存器區；
　　● 字節數：從(cong) 元件首地址起，讀取或寫(xie) 入PLC元件的數據個(ge) 數數據塊：準備讀取或者寫(xie) 入PLC的數據或狀態；
　　● BCC校驗碼：在傳(chuan) 輸過程中，指令有可能受到任何的幹擾而使原來的數據信號發生扭曲，此時的指令當然是錯誤的，為(wei) 了偵(zhen) 測指令在傳(chuan) 輸過程中發生的錯誤，接收方必須對指令作進一步的確認工作，以防止錯誤的指令被執行，最簡單的方法就是使用校驗碼。BCC校驗碼的方法就是將要傳(chuan) 送的字符串的ASCII碼以字節為(wei) 單位作異或和，並將此異或和作為(wei) 指令的一部分傳(chuan) 送出去；同樣地，接收方在接到指令後，以相同的方式對接收到的字符串作異或和，並與(yu) 傳(chuan) 送方所送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯誤的
　　● 結束碼：結束字符標誌著指令的結束，在本例中被定義(yi) 為(wei) FFH，不同的PLC從(cong) 站可以定義(yi) 不同的結束字符以接收針對該PLC的指令。
　　3.2 通信程序的實現
　　（1）單片機端程序的實現。單片機在主程序中初始化，采用串行口工作方式，波特率為(wei) 9.6kbps，采用單片機作為(wei) 主機，向PLC進行呼叫，定期讀取數據或者寫(xie) 入數據，其程序流程圖參見圖2。

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圖2 單片機端通訊程序流程圖

　　（2）PLC端程序流程圖的實現。PLC端作為(wei) 從(cong) 機，采用梯形圖或者STL編程，主要是先設置通訊協議，然後按照協議把采集到的數據進行處理，再發送給主機單片機，其具體(ti) 的程序流程圖如圖3所示。

圖3 PLC端通訊程序流程圖

4 結束語
　　本文利用單片機與(yu) PLC的串行通信方法，成功的應用於(yu) 多個(ge) 項目中，實際表明該方法簡單可靠，成本低，而且易於(yu) 擴充經濟實用的其它功能，如A/D、D/A等功能，取得了較好的社會(hui) 效益和經濟效益。