用C语言实现PLC和上位机的串行通讯
日期：2006-4-25 23:21:07 来源：本文摘自《PLC&FA》
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(1) PLC串行通信
三菱A系列PLC串行通信模式，PLC中有2个RS－232异步通信串行接口，能方便用于双机、多机之间的通信，其通信模式有ASCII和RTU两种方式。ASCII模式下，信息是以冒号(:)字符表示帧的开始，CR(回车)、LF(换行)表示帧的结吏，换行符同时也起同步符作用，表示发送方已准备好接受即时应答。RTU(远程终端设备)模式下，帧的同步模拟同步报文来保持，即以字符间隔时间为起始位，若3.5个字符时间未收到新字符或帧尾，则刷新原值且以下－个接受到的字节为地址进行通信数据的接收。RTU报文的帧结构如表1所示。
本文以RTU模式为例加以分析。RTU模式下，采用标准为八个数据位(低位在前，高位在后)1个奇偶校验位和1个停止位。
(2) UART基本特性分析
微机实现异步通信是依靠适配器来完成的，而后者又是以UART芯片，即通用异步收发器芯片为核心构成的。
IBM PC的异步通信适配器使用的UART芯片为INS 8250。它是40引脚双列直插式封装的可编程异步通信接口芯片。现将8250中几个寄存器介绍如下(端口地址仅以COM1为例)
a) 线路控制寄存器(端口地址3FB)
此寄存器用来设置通信参数。各位作用如下所示:
位(Bit) 含义
0 字符长度(低位)
1 字符长度(高位)
2 停止位位数
3 奇偶校验允许
4 奇偶性选择
5 固定校验位选择
6 设置停顿
7 除数寄存器访问位
寄存器中字长的选择
位0 位1 字长
0 0 5
0 1 6
1 0 7
1 1 8
b) 线路状态寄存器(端口地址3FD)
此寄存器用来获得有关接收和发送数据的信息。各位作用如下所示
位(bit) 置为1时的含义
0 字符以接收到且放在接收缓冲寄存器中
1 接收缓冲寄存器中原有数据在读出之前
被新来数据破坏
2 输入字符奇偶校验错
3 输入字符停止位错
4 收到停顿信号(BREAK)
5 UART以准备好接受下一个新的待发送字符
6 待传送字符以发出
7 不用
c) 除数寄存器(高位字节端口地址3F9，地位字节端口地址3F8)
波特率 十六进制数 低位字节 高位字节
2400 60H 0 60
4800 18H 0 18
9600 0CH 0 0C
我们在开发低成本集散系统中，研究了PLC与上位机IBM PC486之间的串行通信。
我们应用的PLC具有模拟量输入和输出以及内嵌PID控制算法等功能。在工程现场，PLC可针对被控制量的变化情况利用内嵌PID控制算法自动完成对调节回路中被控对象的控制。有时上位机需要了解现场参数，并进行PID算法的参数调整，这就要求PLC和上位机之间能进行通信。而数据传送采用的波特率为9600bps，二进制方式。通信口的程序清单如下:
CommIni(int Baud Hi， int Baud Lo，int mode)
｛
OutportB(Ox 3fb，Ox，8O);//允许访问除数寄存器，以改变波特率//
OutportB(Ox 3f8，Baud Lo);//设置波特率低位//
OutportB(Ox 3f9，Baud Hi);//设置波特率高位//
OutportB(Ox 3fb，Mode);//设置为读写方式，Mode为1BH时，设置通信口为8个数据位，1个停止位，一个偶校验位//
｝
通信子程序清单如下:
Comm(int IRT，int Comm Num, unsigned char Data[ ])
｛
int i, Count, j;
switch(IRT)
｛
case 1;
for (I=0; I<Comm Num;I
++)
｛
count=0
While(((inportB (Ox3fb)＆Ox 01)=0) ＆(count<1000)
1 原理分析WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
本文以三菱MECLEC A系列PLC为例，讨论用C语言实现通讯的方法。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
(1) PLC串行通信
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
三菱A系列PLC串行通信模式，PLC中有2个RS－232异步通信串行接口，能方便用于双机、多机之间的通信，其通信模式有ASCII和RTU两种方式。ASCII模式下，信息是以冒号(:)字符表示帧的开始，CR(回车)、LF(换行)表示帧的结吏，换行符同时也起同步符作用，表示发送方已准备好接受即时应答。RTU(远程终端设备)模式下，帧的同步模拟同步报文来保持，即以字符间隔时间为起始位，若3.5个字符时间未收到新字符或帧尾，则刷新原值且以下－个接受到的字节为地址进行通信数据的接收。RTU报文的帧结构如表1所示。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
plcjs.技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
本文以RTU模式为例加以分析。RTU模式下，采用标准为八个数据位(低位在前，高位在后)1个奇偶校验位和1个停止位。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
(2) UART基本特性分析
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
微机实现异步通信是依靠适配器来完成的，而后者又是以UART芯片，即通用异步收发器芯片为核心构成的。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
IBM PC的异步通信适配器使用的UART芯片为INS 8250。它是40引脚双列直插式封装的可编程异步通信接口芯片。现将8250中几个寄存器介绍如下(端口地址仅以COM1为例)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
a) 线路控制寄存器(端口地址3FB)
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
此寄存器用来设置通信参数。各位作用如下所示:
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
位(Bit) 含义
plcjs.技.术_网
0 字符长度(低位)
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
1 字符长度(高位)
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2 停止位位数
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
3 奇偶校验允许
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
4 奇偶性选择
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
5 固定校验位选择
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
6 设置停顿
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
7 除数寄存器访问位
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
寄存器中字长的选择
plcjs.技.术_网
位0 位1 字长
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
0 0 5
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
0 1 6
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
1 0 7
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
1 1 8
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
b) 线路状态寄存器(端口地址3FD)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
此寄存器用来获得有关接收和发送数据的信息。各位作用如下所示
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
位(bit) 置为1时的含义
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
0 字符以接收到且放在接收缓冲寄存器中
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
1 接收缓冲寄存器中原有数据在读出之前
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
被新来数据破坏
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
2 输入字符奇偶校验错
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
3 输入字符停止位错
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
4 收到停顿信号(BREAK)
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
5 UART以准备好接受下一个新的待发送字符
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
6 待传送字符以发出
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
7 不用
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
c) 除数寄存器(高位字节端口地址3F9，地位字节端口地址3F8)
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
波特率 十六进制数 低位字节 高位字节
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2400 60H 0 60
plcjs.技.术_网
4800 18H 0 18
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
9600 0CH 0 0C
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
2 应用研究
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
我们在开发低成本集散系统中，研究了PLC与上位机IBM PC486之间的串行通信。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
我们应用的PLC具有模拟量输入和输出以及内嵌PID控制算法等功能。在工程现场，PLC可针对被控制量的变化情况利用内嵌PID控制算法自动完成对调节回路中被控对象的控制。有时上位机需要了解现场参数，并进行PID算法的参数调整，这就要求PLC和上位机之间能进行通信。而数据传送采用的波特率为9600bps，二进制方式。通信口的程序清单如下:
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
CommIni(int Baud Hi， int Baud Lo，int mode)
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
｛
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
OutportB(Ox 3fb，Ox，8O);//允许访问除数寄存器，以改变波特率//
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
OutportB(Ox 3f8，Baud Lo);//设置波特率低位//
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
OutportB(Ox 3f9，Baud Hi);//设置波特率高位//
plcjs.技.术_网
OutportB(Ox 3fb，Mode);//设置为读写方式，Mode为1BH时，设置通信口为8个数据位，1个停止位，一个偶校验位//
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
｝
plcjs.技.术_网
通信子程序清单如下:
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
Comm(int IRT，int Comm Num, unsigned char Data[ ])
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
｛
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
int i, Count, j;
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
switch(IRT)
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
｛
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
case 1;
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
for (I=0; I<Comm Num;I
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
++)
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
｛
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
count=0
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
While(((inportB (Ox3fb)＆Ox 01)=0) ＆(count<1000)
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