上海羊羽卓进出口贸易有限公司PLC如何与单片机进行通讯？共有三种方法！你会用几个？
原创不易,请勿抄袭!
通讯是一个工控朋友学习或者工作到一定程度不得不面对的一个难题,可也是区别新手和高手的一道分水岭,新手遇到通讯问题往往会比较抓狂,不知道如何着手,而老手即使面对没有经验的设备也会有一个大概的思路.有朋友问我关于西门子PLC与单片机通讯的问题,今天给大家汇总一下.
首先西门子PLC与单片机共有三种办法进行信号交换:
1 信号线连接.这是一种最简单的方式,即在单片机和PLC之间进行连接信号线,PLC的输入接单片机输出;PLC输出接单片机输入,这是一种最普遍的方式,通过这种方式PLC几乎可以和任何工控的控制装置连接,比如伺服系统,变频器,机器人等等!缺点是如果需要传递的信号太多,那么电缆数量也会很大,而且一旦电缆损坏,维护起来很困难!
2 自由口通讯,以前我们多次讲到过自由口通讯，而且专门讲解过ASCII码，有需要的朋友可以去我以前的文章里去找，今天不重复了。
3 第三种方法是利用ModBus协议进行通讯。
本节主要讲解以PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。
一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：
各参数意义如下:
1 EN 使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）
2 Mode 模式：为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议
3 Baud 波特率：支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
4 Parity 校验：校验方式选择；0＝无校验，1＝奇较验，2＝偶较验。
5 Timeout 超时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。
注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
6 Done 完成位：初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）
7 Error 初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）： 0＝ 无错误，1＝ 校验选择非法，2＝ 波特率选择非法，3＝ 模式选择非法。
二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；
各参数意义如下:
常见的错误：
如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站 3 号错误。
含义如下：
1 EN 使能：同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能
注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。
2 First 读写请求位：每一个新的读写请求必须使用脉冲触发
3 Slave 从站地址：可选择的范围 1 - 247
4 RW 从站地址：0 ＝ 读， 1 ＝ 写；注意：
1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能
2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能
5 Addr 读写从站的数据地址：选择读写的数据类型
00001 至 0xxxx - 开关量输出
10001 至 1xxxx - 开关量输入
30001 至 3xxxx - 模拟量输入
40001 至 4xxxx - 保持寄存器
6 Count 数据个数；通讯的数据个数（位或字的个数）
注意： Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）
7 DataPtr 数据指针：
1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中
2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中
8 Done 完成位 读写功能完成位
9 Error 错误代码：只有在 Done 位为1时，错误代码才有效
0 ＝ 无错误
1 ＝ 响应校验错误
2 ＝ 未用
3 ＝ 接收超时（从站无响应）
4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW）
5 ＝ Modbus/自由口未使能
6 ＝ Modbus正在忙于其它请求
7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作）
8 ＝ 响应CRC校验和错误
-
101 ＝ 从站不支持请求的功能
102 ＝ 从站不支持数据地址
103 ＝ 从站不支持此种数据类型
104 ＝ 从站设备故障
105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟
106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息
107 ＝ 从站拒绝了信息
108 ＝ 从站存储器奇偶错误
三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射
为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：
Modbus 保持寄存器地址映射举例：
四、S7-200PLC程序
五、单片机程序;STC11F04E单片机，9600波特率
START: MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入，定时器0为16位定时器
MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)
MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592
MOV TH0, #0DCH;88H ;8800=12t,7000=stc1t
MOV TL0, #00H
ORL IE, #92H ;EA=1，ES=1;ET0=1
SETB PS ;串口中断优先
SETB TR1 ;启动定时器1
MOV 98H,#50H ;scon
MOV P1M0,#01000000b ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口 P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma
MOV P1M1,#10000000b
MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能
QL0: MOV A,#00H
MOV R0,#10H
MOV R2,#9BH ;10-ABH清零
CLEAR: MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R2,CLEAR
CLR FLAG
CLR FLAG_0
SETB TR0 ;启动定时器0
;ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
ORL AUX,#80H ;p1.7,p1.6当串口
CLR P3.7 ;485芯片接收使能
WA1: ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW
JNB FLAG_0,WA1 ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据
CLR TR0
MOV A,2CH ;检查设备地址是01h码，设本机地址码是1
MOV R2,A
XRL A,#01H
JNZ QL0
ACALL FSZJ ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
ACALL DELAY
CALL FZJ
AJMP QL0
FZJ: MOV R0,#2cH ;向主机发送数据子程序
FZJ0: MOV R2,#10H
FZJ1: CLR EA
ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
FZL1: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FZL1
SETB EA
RET
FSZJ: MOV DPTR,#FH
MOV R2,#19;
ORL AUX,#80H
SETB P3.7 ;发送数据
MOV R0,#40H
FSZJA: MOV A,#0H
MOVC A,@A+DPTR
MOV @R0,A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R2,FSZJA
MOV R0,#40H
MOV CRCCD,#19
LCALL CRC1
MOV R2,#21
MOV R0,#40H
FSZJ2: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FSZJ2
SETB EA
RET
FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
用串口助手检测到的数据如下图。
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PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯
本节主要完成PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。
一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：
各参数意义如下:
a.
EN
使能：
必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）
b.
Mode
模式：
为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议
c.
Baud
波特率：
支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d.
Parity
校验：
校验方式选择
0＝无校验
1＝奇较验
2＝偶较验
e.
Timeout
超时：
主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。
注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
f.
Done
完成位：
初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）
g.
Error
初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）：
0＝ 无错误
1＝ 校验选择非法
2＝ 波特率选择非法
3＝ 模式选择非法
二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；
各参数意义如下:
a.
EN
使能：
同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能
注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。
b.
First
读写请求位：
每一个新的读写请求必须使用脉冲触发
c.
Slave
从站地址：
可选择的范围 1 - 247
d.
RW
从站地址：
0 ＝ 读， 1 ＝ 写
注意：
1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能
2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能
e.
Addr
读写从站的数据地址：
选择读写的数据类型
00001 至 0xxxx - 开关量输出
10001 至 1xxxx - 开关量输入
30001 至 3xxxx - 模拟量输入
40001 至 4xxxx - 保持寄存器
f.
Count
数据个数
通讯的数据个数（位或字的个数）
注意： Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）
g.
DataPtr
数据指针：
1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中
2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中
h.
Done
完成位
读写功能完成位
i.
Error
错误代码：
只有在 Done 位为1时，错误代码才有效
0 ＝ 无错误
1 ＝ 响应校验错误
2 ＝ 未用
3 ＝ 接收超时（从站无响应）
4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW）
5 ＝ Modbus/自由口未使能
6 ＝ Modbus正在忙于其它请求
7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作）
8 ＝ 响应CRC校验和错误
-
101 ＝ 从站不支持请求的功能
102 ＝ 从站不支持数据地址
103 ＝ 从站不支持此种数据类型
104 ＝ 从站设备故障
105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟
106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息
107 ＝ 从站拒绝了信息
108 ＝ 从站存储器奇偶错误
常见的错误：
如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站 3 号错误。
三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射
为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：
需要从站支持的功能
Modbus 地址
读/写
Modbus 从站须支持的功能
00001 - 09999
数字量输出
读
功能 1
写
功能 5：写单输出点
功能 15：写多输出点
10001 - 19999
数字量输入
读
功能 2
写
－
30001 - 39999
输入寄存器
读
功能 4
写
－
40001 - 49999
保持寄存器
读
功能 3
写
功能 6：写单寄存器单元
功能 16：写多寄存器单元
Modbus 保持寄存器地址映射举例：
四、S7-200PLC程序
五、单片机程序;STC11F04E单片机，9600波特率
START: MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入，定时器0为16位定时器
MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)
MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592
MOV TH0, #0DCH;88H ;8800=12t,7000=stc1t
MOV TL0, #00H
ORL IE, #92H ;EA=1，ES=1;ET0=1
SETB PS ;串口中断优先
SETB TR1 ;启动定时器1
MOV 98H,#50H ;scon
MOV P1M0,#01000000b ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口 P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma
MOV P1M1,#10000000b
MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能
QL0: MOV A,#00H
MOV R0,#10H
MOV R2,#9BH ;10-ABH清零
CLEAR: MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R2,CLEAR
CLR FLAG
CLR FLAG_0
SETB TR0 ;启动定时器0
;ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
ORL AUX,#80H ;p1.7,p1.6当串口
CLR P3.7 ;485芯片接收使能
WA1: ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW
JNB FLAG_0,WA1 ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据
CLR TR0
MOV A,2CH ;检查设备地址是01h码，设本机地址码是1
MOV R2,A
XRL A,#01H
JNZ QL0
ACALL FSZJ ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
ACALL DELAY
CALL FZJ
AJMP QL0
FZJ: MOV R0,#2cH ;向主机发送数据子程序
FZJ0: MOV R2,#10H
FZJ1: CLR EA
ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口
FZL1: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FZL1
SETB EA
RET
FSZJ: MOV DPTR,#FH
MOV R2,#19;
ORL AUX,#80H
SETB P3.7 ;发送数据
MOV R0,#40H
FSZJA: MOV A,#0H
MOVC A,@A+DPTR
MOV @R0,A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R2,FSZJA
MOV R0,#40H
MOV CRCCD,#19
LCALL CRC1
MOV R2,#21
MOV R0,#40H
FSZJ2: MOV A,@R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
INC R0
DJNZ R2,FSZJ2
SETB EA
RET
FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18
用串口助手检测到的数据如下图。
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