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
) M& J  [! g8 k; k3 Z) U' ?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。

0 T3 X, X% R- _- z关键词: PLC;单片机;串行通信;通信协议

5 [3 v" {. k9 C+ a9 p' a  ]  x1引言
可编程程序控制器(简称PLC)以其可靠性高、抗
6 |* r1 E$ I" R4 T干扰强、开发周期短而广泛应用于工业生产与控制的
6 |% {8 ?  M7 E- z各个领域中。在自动化生产与控制中,需要一种人机
# M$ C3 \$ S" |) `交互设备实现人与系统的数据和命令的交换。解决
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
/ ~- @) r. H5 b' F& i% z5 `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;
(4)采用单片机做系统的显示、输人模块,通过串口与
8 k) x2 Q4 ^2 b/ d/ g2 X: i- LPLC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
$ z2 l$ b; p, }# e应用很少,方案(3)作为一种产品,使用不方便。方案
9 z% u3 F! C  d" f/ d(4)利用单片机丰富的I/O口资源和灵活的扩展功能
& j( U% p/ q+ N/ p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.
' M( B& M/ b: `- a3 {OMRON 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
2.1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.
) X  H: f4 R" m" s. i特点是:传送信号只用一根信号线,传输距离最长为
: S4 @5 g8 o( x- i4 k$ t2 o15m,传输速率最高为20Kb/s。OMRON CPM2A系列
) c0 [- `" ~4 l  A* UPLC 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
行通信。RS- -232C采用负逻辑，逻辑“1”电平为-
% h  p+ k; c" {2 p% ]9 i5V~-15V,逻辑“0”的电平为+5V~+15V,而单片机采
3 A0 K0 V( Y+ j0 A- z用TTL/CMOS电平逻辑,二者互不兼容,必须进行电
0 E7 B& I( e, V平变换。我们使用MAX232串行通信芯片，它是单片
$ l1 _# ?$ X5 l' z% i集成双RS- -232 驱动/接收器,采用单- -+5V电源供
9 V# r; U* o  X9 y: ]! p) L% T电，外接四支电容便可构成标准的RS- -232 通信接
& O+ L0 i5 c* S# P( @( G- K口，从而完成TL/CMOS电平和EIA电平的相互转
! e. B; s6 q! C8 e换,这样,二者之间就可以通过RS一232 接口进行数
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
2 y+ v7 b+ Y9 O片机进行通信的硬件接线图。
2.2通信参数设置
& M2 K2 T& {( d7 [7 NPLC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
9 S  S; h+ J4 k2 V9 ^8 F7 T功能有:读写PLC的运行状态，读写继电器区
% l9 U' p) o* |' M(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
, m' |' B- O+ y. N. o5 T" J位。上位机与PLC通信,单片机是主动的, PLC是被动
的,每次通信由单片机主动发起,PLC不需编写通信程
' j9 Q% I% e7 e+ p序,但用户应遵循通信协议即命令帧、响应帧的要求,
3 U2 w9 l: L8 m+ ?! m3 @. r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