PLC与单片机之间的串行通信技术分析.pdf
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1、366 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期(总第 357 期)2023 年 6 月Applications创新应用发送数据之后,以固定的频率发送相关数据的情况下就是异步串行通信。通常情况下,单片机与PLC设备保持串行通信的方式可以通过查看接口来进行判断,最常用的有SPI、UART、IIC、USB。其中SPI是高速同步串行口,在使用的过程中可以发送SCK时钟、STB芯片选择以及DATA信号。在实际应用的过程中,SPI的通信速度较快,使芯片的CPU能够集中精力处理其他数据,在利用该接口的情况下,可以保持连续快速的数据传输,因此被用于同批量存储产品的组合使用过程中,从而满足高速信号传输的需求;U
2、ART是保持异步串行通信的端口,可以满足不同组件之间的双重通信要求,但在通信的过程中数据需要保持异步发送,需要发送端与接收端必须拥有相同的定时语句,通信的效率较差,通常用于相关设备与计算机之间的相互通信1;IIC接口有自己的通信传输模式,使用IIC协议使多个设备能够在同一总线上进行快速的数据交换。但在具体的使用过程中,0 引言工业领域利用的PLC以及单片机技术中,不同的设备其应用的环境有一定的区别,例如单片机具有更强的性能优势,信息的处理速度较快,使其的控制功能更加完善,但控制功能的开发具有较大的难度。而PLC具有较强的操作性,编程较为简单,其应用的范围较广,可以在各种类型的环境中发挥自动控制
3、功能,但是只能实现简单的控制。在进行复杂控制的过程中,需要结合单片机与PLC的特点,利用串行通信来保障复杂控制功能的实现,从而确保工业自动化技术的有效发展。1 串行通信技术的特点串行通信处理的过程中,通过同步连续通信以及异步串行通信来保持不同设备之间的数据传输,从而根据控制程序的设计进行数据的处理,并发出相关的控制信号。例如在时钟信号的发送过程中,发送者以及各接收端同意接受时钟信号数据的情况下,发送者与接收端保持同步连续通信状态。而在作者简介:何璐兵,许昌电气职业学院,讲师;研究方向:PLC、单片机应用。收稿日期:2022-10-28;修回日期:2023-05-22。摘要:阐述串行通信技术是指
4、在信息传输的过程中,需要通过相关的通信渠道保持数据的输入和处理,通过并行的发信和接收,从而保证通信的质量。PLC与单片机是当前工业自动化控制中的重要组成部分,其在应用的过程中具有较强的可靠性,可用于各种设备的控制过程中。而串行通信技术的利用可以使其的处理能力得到有效提升。探讨PLC、单片机之间的串行通信技术,发挥多元的组合控制功能,从而实现PLC与单片机的控制目的。关键词:工业自动化,控制技术,PLC,单片机,串行通信,通信协议。中图分类号:TP273,TP368.1 文章编号:1674-2583(2023)06-0366-03DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.202
5、3.06.162文献引用格式:何璐兵,徐朝阳.PLC与单片机之间的串行通信技术分析J.集成电路应用,2023,40(06):366-368.PLC与单片机之间的串行通信技术分析何璐兵,徐朝阳(许昌电气职业学院,河南 461002)Abstract This paper expounds that serial communication technology means that in the process of information transmission,it is necessary to maintain data input and processing through rel
6、evant communication channels,and ensure the quality of communication through parallel sending and receiving.PLC and single chip microcomputer are important components of current industrial automation control.They have strong reliability in the process of application and can be used in the control pr
7、ocess of various equipment.The use of serial communication technology can effectively improve its processing capacity.It discusses the serial communication technology between PLC and single chip microcomputer,and gives play to multiple combined control functions,so as to realize the control purpose
8、of PLC and single chip microcomputer.Index Terms industrial automation,control technology,PLC,single-chip microprocessor,serial communication,communication protocol.Analysis of Serial Communication Technology between PLC and MCUHE Lubing,XU Chaoyang(Xuchang Electric Vocational College,Henan 461002,C
9、hina.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期(总第 357 期)2023 年 6 月 367IIC接口的数据通信效率较差,高速模式下可以达到400kbps,通常情况仅为100kbps,传输的速率与带宽有限,因此仅用于特殊场合的信息传输;USB则是传输速度较快,日常生活较为常见的传输模式,其应用的范围较广在很多设备上都可以保持良好的数据传输。2 PLC与单片机之间的串行通信 2.1 硬件的选型以及通信技术PLC和单片机设备在多种工业控制领域中可以得到有效的应用,例如在温度控制的过程中,PLC和单片机设备的组合,需要将单片机作为信息处理核心,PLC作为终端控
10、制设备组成相应的控制网络,根据温度控制的需求来进行有效的控制。PLC设备的选择过程中可以使用西门子的S7系列PLC,该系列的PLC设备集成度较高,可使用的控制指令集较多,在实现温度控制的同时,还可以根据工业生产的实际需求来进行功能的扩展2。同时S7系列的PLC芯片有较强的通信功能,在与单片机进行有效连接的过程中,可以对芯片的通信端口进行自定义,从而实现更强大的通信效果。在单片机的选择过程中,可以使用Microchip公司的单片机,该公司生产的单片机运行功耗较低且具有较强的运行性能,在实际应用的过程中,外部电源的连接方式以及通信系统的连线方式较为简便,可以通过自定义的方式对创新通信进行模块化设计
11、,从而确保单片机与PLC芯片之间的有效通信,实现不同方式的远程通信效果。在建立通信网络的过程中,需要使用MAX495E的通信芯片,根据控制系统的实际需求来保障良好的通信效果,传输的速度较快,可适用的范围较广。在实际应用的过程中还可以根据需求来选择无线通信模块,在保障通信传输效率以及抗干扰性能的情况下,同样可以保持良好的数据通信效果3。2.2 串口设计串口设计的过程中,单片机的编程可以使用缓冲指令设定相关的数据,而缓冲指令会被保存在缓冲器中,并根据硬件电路的触发条件,在低电平状态下发送相关的数据,然后使用移位脉冲SHIFT控制方式进行数据的转换,并使用TXD端口向外输出信号。在单片机展开通信的过
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