隨著微處理器、計算機和數字通信技術的飛速發(fā)展，計算機控制已經擴展到了幾乎所有的工業(yè)領域。其中，PLC和單片機在小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中獲得了廣泛的應用。

在塑料擠出機溫度自動控制中，選用S7-200系列PLC作為主控器件，PIC16F877單片機作為溫度數據采集和模數轉換芯片，單片機通過通信端口將數據傳輸給PLC，由于采用了RS-485接口標準，傳輸距離可達1000m。PLC經過PID運算后控制加熱圈以保持溫度恒定。下面結合實例就PLC和單片機的通信實現做一下介紹。

Microchip公司的PIC16F877單片機采用哈佛總線結構和精簡指令集技術，具有功耗低、運行速度高、驅動能力強和外接電路簡潔的特點。PIC16F877單片機內部集成了串行通信模塊即通用同步/異步收發(fā)器USART模塊，主要應用目標是系統(tǒng)之間的遠距離串行通信。USART模塊所需的兩條引腳是RC6和RC7，如圖1所示，當發(fā)送允許位TXEN被置1，就可以把發(fā)送數據寫入TXREG寄存器來完成發(fā)送。

S7-200系列PLC通信端口采用異步串行通信方式，通信端口標準采用平衡驅動、差分接受的RS485接口標準，可以組成半雙工串行通信網絡，構成分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中最多可以有32個站。S7-200支持多種串行通信協議，利用自由端口模式，可以通過語句表或梯形圖編程，實現用戶定義的通信協議，很方便地連接不同廠家的智能設備。在自由端口模式下，可以連續(xù)地發(fā)送或接收255個字節(jié)以內的數據，這在大塊數據通信時是很方便的。

MAX485E芯片是RS-485接口標準專用通信芯片，如圖1所示，RO腳為數據輸出腳，它接收RS-485的差模信號VAB，并轉換為TTL電平由RO輸出，RE腳為RO的使能端，低電平時選通RO，輸出有效。DI腳為數據輸入端，它將TTL電平的數據轉換為差模信號VAB，并由A、B兩腳輸送出去，DE是DI使能端，高電平選通DI，輸入有效。故A、B兩腳既是RS-485信號輸入端，同時也是該信號的輸出端，關鍵是由使能端RE、DE的電平來決定。

S7-200PLC采用RS-485接口標準，接收差模信號，而PIC16F877單片機的輸出為TTL電平，所以二者在通信時必須先進行轉換，本系統(tǒng)采用MAX485E芯片作為轉換芯片，硬件連接如圖1所示。由PIC16F877單片機的RC4選擇數據的輸入或輸出。

圖1  硬件連接圖

本項目中由于PIC16F877單片機只是發(fā)送數據，PLC單純接收數據，所以采用單工串行通信。PLC采用自由端口模式協議，協議由語句表編程實現;單片機使用USART模塊的異步發(fā)送模式，協議用匯編語言編程實現。由PIC16F877單片機的發(fā)送緩沖結構可知，一次只能連續(xù)發(fā)送兩個字節(jié)的數據，故PLC采用字符接收完成中斷比較方便。接口標準采用與PLC側一致的RS-485，接頭采用9針D形連接器，傳輸線采用屏蔽雙絞線，單片機側的發(fā)送數據需經轉換后再發(fā)送。

字符信息格式為：1位起始位，8位數據位，無校驗位，1位停止位。

異步通信的字符信息格式如圖2所示。

圖2    字符信息格式

數據位的發(fā)送順序為低位在前，高位在后。