单片机和plc的应用与串行通信

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1、万方数据科技信息OIY技术论坛o2008年第2l期单片机和PLC的应用与串行通信赵淑玉孟宝全(上海理工大学机械工程学院中国上海200093)【摘要】本文论述单片机和PLC的应用区别与联系，PLC(可鳊程控制器)的自由串行通讯。以及利用单片机与PLC进行通信的方法。硬件以AT89C51单片机为核心，输出信号通过RS--485总线与$7-200系列PLC通信。并介绍了通信协议。【关键词】单片机；PLC；串行通信1．引言对工业智能控制而言。单片机和PLC的应用都十分广泛。但两者比较各有其优缺点。PLC是在单片机的基础上发展起来的，主要是

2、为缩短工程开发周期而出现的一种产品．跟单片机的最根本差别就是简单易用，不需要太多的电子电路知识。单片机(MCU)是完整的单片计算机系统，现在的单片机的性能优越，功能强大，PLC的核心就是单片机，可以完成几乎所有的电器控制要求，最大的缺点是开发困难，周期长且开发成本高。但是PLC控制器本身并不带键盘、显示器这样的人机交互设备，不能实现对控制参数的在线调整及系统运动状态的显示。基于以上原因，对于很多控制任务，如果能够将两者很好的结合起来，各自发挥功能优势，将会产生理想的效果。要实现以上功能。关键要解决单片机和PLC之间的串行通信，所以

3、本文主要论述了单片机和PIE应用的区别与联系，以及运用串行通信技术实现单片机和PLC之间的自由通信。2．单片机和PLc的应用2．1单片机和PLC的发展按照计算机专家的原始定义，计算机系统由五大部分一控制单元(CU)、算术运算单元(ALU)、存储器(Memory)、输入设备(Input)、输出设备(Output)组成。早期的计算机的(晶体管的或集成电路的，不包括电子管的)控制单元或算术运算单元由一块甚至多块电路板组成．控制单元和算术运算单元是分离的。随着集成度的提i茴。控制单元和算术运算单元合在一块就组成了中央处理单元(CPU)。接

4、着将CPU集成到单块集成电路中就产生MPU或MCU．出现了如Intet4004、8008、8085、8086、8088、Z80等MPU。此后，MPU的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等，速度从4．7MHz到3．2GHz。另一支则往多功能方向发展，将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASHROM，SRAM等)、输入／输出接口(Timer／Counter、PWM、ADC／DAC、UART、ⅡC、SPI、R1

5、阢、PCA、FPGA等)全部集成在一块集成电路中而成为SOC。这就是当今广泛应用的单片机。这一分支可渭品种繁多，位宽从8位到32位，引脚数从6个到几百个。工作频率从几‘t-KHz到几百KHz，体系结构既有CISC也有RISC。常用的有MCS一51系列、MCS一96系列、PIC系列、AVR系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA众多的单片机等等。PIE的全称是ProgrammableLogicController(可编程控制器)．PIE是一种产品．但它在没有下载控制程序之前，不具备任何控制功能，没有应用程序的PIE

6、是毫无用处的。PIE实际七是专为工业环境使用的通用控制平台，它必须进行二次开发才能完成最终控制目的。因此，它需要程序编辑，调试的软件的配合。PIg：是智能产品。它的核心控制器采用板级的CPU是不够的，而MPU也要好几块集成电路构成，以ZSOMPU为例，需要ZSOMPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等，把这些集成电路安装在～块电路板上会造成体积太大。不适合现代要求。由此可见．PIE的核心控制器采用单片机是最合适的。2．2单片机和PLC的应用PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路。两者不具有可比性。单片机

7、可以构成各种各样的应用系统．从微型、小型到中型、大型都可以。PLC是单片机应用系统的一个特例。单片机是一种芯片，在一定场合，配合外围电路，可以用来设计所需要的各种功能．大都采用汇编语言、C语言等开发嵌入式软件，町应用于各种领域。大都采用梯形图编程，也可以用组态软件，其特点是非常可靠。在ARM出现以前，很多小型的PLC是以单片机为CPU的，PLC其实就是一套已经做好的单片机系统。单片机的使用偏于研发，PLC的使用偏于应用。从硬件上讲PLC机型较完美，但机型较大，投资较高。但其内存和CPU处理的速度也较快。PLC发展到现在，已经增加了

8、许多功能，这是单片机无法实现的。但单片机也有自己的特点，比如应用在玩具上。不同厂家的PIE有相同的工作原理，类似的功能和指标。有一定的互换性。单片机的应用系统则是千差万别．质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。从PIE与单片机系统的选用j二来讲．