OMRON CPM2A PLC与AT89C52单片机的串行通信及应用

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摘要:本文分析了AT89C52单片机和OMRONCPM2APLC串行通信接口的工作特性,介绍了PLC与单片机进行串行通信的
实现方法,设计出一种简单实用、安全可靠、成本低廉的PLC人机交互界面。

关键词: PLC;单片机;串行通信;通信协议
5 o8 ^8 g: y" h& t8 _  S6 w+ B
. S) e5 m! V+ F( i7 i5 y: l% x+ D1引言
可编程程序控制器(简称PLC)以其可靠性高、抗
3 |1 G/ V  Y: K8 B干扰强、开发周期短而广泛应用于工业生产与控制的
各个领域中。在自动化生产与控制中,需要一种人机
交互设备实现人与系统的数据和命令的交换。解决
% }& |3 d3 E  w* W5 ^PLC应用系统的显示、输人方案有: (1)直接用PLC的
并行1/0点;(2)可编程终端(ProgrammableTermimal),简
称PT,它是新一代高科技图形化人机界面产品,有触
$ s3 S  {) R. |摸屏和可编程功能键两种产品;(3)采用PC机为上位
机,用VB制作控制界面，实现对PLC的操作和监控;
- J2 m! |& L: v  l$ G; D* o(4)采用单片机做系统的显示、输人模块,通过串口与
' a' @3 E7 g2 D# l8 z/ _PLC通行。方案(1)要占用大量的I/O点资源,方案(2)
的人机界面友好,但成本高,对中小型PLC控制系统
, U- b; q9 P+ a1 H应用很少,方案(3)作为一种产品,使用不方便。方案
/ A0 I7 t! ]$ y/ u8 p(4)利用单片机丰富的I/O口资源和灵活的扩展功能
做系统的键盘、显示模块,通过串口屿PLC进行通信,
对PLC各寄存器进行读写，可充分利用单片机成本低、
扩展方便的特点，使PLC应用更具灵活性。本文以.
0 I. w0 _' m) f  k* z6 tOMRON CPM2A系列PLC与Atmel公司的AT89C52
单片机的通信为例,阐述其通信接口的实现方法及其
在切割机控制系统中的应用。
2通信接口电路及设置
2 X) x8 e+ r2 f: H+ x2.1通行接口电路

RS- -232C是EIA(美国电子工业协会)公布的异
步串行通信接口,采用单端驱动、单端接收电路。其.
$ S' |0 p2 K4 k8 W$ s; ^特点是:传送信号只用一根信号线,传输距离最长为
15m,传输速率最高为20Kb/s。OMRON CPM2A系列
PLC CPU单元均有内置的RS- -232C口,可与上位计
算机、其它PLC、可编程终端或其它串行设备进行串
1 q0 j! {' X- b  v; u/ e  y, ?/ o8 C8 V行通信。RS- -232C采用负逻辑，逻辑“1”电平为-
5V~-15V,逻辑“0”的电平为+5V~+15V,而单片机采
% Z( E4 J1 Z& c  L& W; r用TTL/CMOS电平逻辑,二者互不兼容,必须进行电
平变换。我们使用MAX232串行通信芯片，它是单片
集成双RS- -232 驱动/接收器,采用单- -+5V电源供
& a; P5 H* `3 c5 u0 G电，外接四支电容便可构成标准的RS- -232 通信接
口，从而完成TL/CMOS电平和EIA电平的相互转
; P, l9 o9 j0 K4 Y换,这样,二者之间就可以通过RS一232 接口进行数
  M: M: C% F7 y) V5 \- `8 y% ]/ b字信号传送。图1是以OMRON CPM2A系列PLC 9
针RS- -232C接口为例，通过MAX232与AT89C52单
+ t' O7 t  z3 x" R片机进行通信的硬件接线图。
# f+ a: K. P1 K; x2.2通信参数设置
PLC通过Host Link协议与单片机进行1:1.上位
链接通信,单片机作为上位机发送读写命令,实现的
功能有:读写PLC的运行状态，读写继电器区
' ^! k" e; q3 ?% [5 y0 ]& e(IR\HR\AR\LR)和数据区DM的内容，读写定时器计
数器的设定值和当前值,对指定点或通道强迫置位复
位。上位机与PLC通信,单片机是主动的, PLC是被动
+ i( q0 h) I9 q0 W% k的,每次通信由单片机主动发起,PLC不需编写通信程
序,但用户应遵循通信协议即命令帧、响应帧的要求,
在单片机上设计通信程序。为了保证单片机与PLC的



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上位机与PLC通信,单片机是主动的, PLC是被动的