姜娥
随州职业技术学院 湖北省随州市 441300
摘要：单片机与PLC系统实现串行通线是工业自动化控制领域中的重大创举，在企业实现串行通信后，对行业发展有非常大的推动作用。但是当前PLC系统与单片机串行通信后，其在应用方面存在一定的问题，为使串行通信可以在应用中获得良好的表现，需要重视自动化控制系统设计工作，以下将分析PLC与单片机的工作原理，并指出PLC系统与单片机串行通信后的特征，分析两者串行通信后的应用流程。
关键词：PLC；单片机；串行通信；应用
PLC系统与单片机实现串行通信，并应用于自动化控制领域，可以大幅度提升自动化设备的运行效率，鉴于串行通信应用存在一定的难度，因此本文将分析PLC与单片机的工作原理以及自动化控制系统设计要点，同时根据PLC与单片机串行通信技术特征，确定串行通信应用流程，希望对相关从业人员有一定的帮助。
一、PLC与单片机原理概述
PLC属于可编程控制器，其出现改变了电子控制领域的工作方式，在PLC应用期间，常将其与单片机装载在一起，属于电子科技产品。单片机出现时间早于PLC系统单片机属于集成电路，具备生产系统并可以完成各项控制工作，单片机的出现使相关功能技术可以相互兼容，在自动化生产领域中，单片机应用范围宽广，当下将PLC系统与单片机应用系统有机结合实现串行通信，可以借助双方自身具备的优势进一步提升串行通信在自动化领域中的应用效果。
另一方面，PLC与单片机均具备强大的工作能力，PLC系统可以借助自身功能模块具备的特质，通过VB命令、c语言利用计算机编程将其嵌入到单片机内，从而可以让单片机在技术功能兼容的基础上，拥有指定功能内容的属性，可以协调各个功能模块完成生产工作。目前，串行通信系统应用于自动化生产领域后拥有良好的工作效果，并且应用领域还在不断扩大。
二、PLC单片机串行通信技术应用层面
单片机与PLC系统均具备无法替代的功能特征，在当下为了进一步推动自动化产业的发展将PLC与单片机结合实现串行通信，可以发挥PLC抗干扰能力强、应用简便、运行效率高且可靠的优势，结合单片机体积小、价格低、应用灵便的特征，使串行通信系统应用于自动设备后可以发挥两者的优势，提升设备的运行效率，串行通信系统已经广泛的应用于我国仪器仪表、办公设备、家用电器传感器中，另外串行通信系统是设备的核心组成部分。
（一）硬件选型
在工业生产领域做PLC与单片机均具有无可替代的地位，PLC与单片机实现串行通信连接，并应用于自动化生产领域后，可以发挥两者在功能方面的优势，比如在塑料挤出机内使用串行通信系统，便可以实现设备自动调节、控制，PLC配合单片机需根据工作需要，结合硬件设备结构灵活的进行适配工作。
当前可以将西门子s7-200系列作为PLC元件的首选，因为西门子s7-200系列的PLC与其他品牌相比，整体设计更为紧凑，同时其拥有完备的功能内容使用s7-200系列的PLC完成各项工作可以获得良好的工作效果，同时其拥有简单的操作功能，通讯功能异常强大，应用于自动化控制领域后可以提升设备的运行效率。
PLC与单片机实现串行通信的过程中，还需要考虑到平衡驱动以及通信标准差分接受能力，需要在掌握相关参数的基础上建立新接口标准，选择MX495E同时还应该确定系统内部数据输入端以及数据输出端。最后使用microchip公司出售的单片机Microship公司出品的单片机，其不仅运行速度快，同时耗能低将其与s7-200系列的PLC有机组合在一起实现串行通信。
将串行通信系统应用于自动化设备后，可以进一步提升设备自动化运行效率，但是在应用串行通信前需要确认单片机内部集中串行通信模块的相关参数是否满足工作需要，同时还应该在单片机与PLC设备实现远程串行通信操作过程中，关注外界电路连接布局以及驱动能力表现，需要了解硬件选型要点，并重视各环节参数的设置，从而使PLC与单片机串行通信后应用在设备中，能够达到预期设想的工作效果，完成远程串行通信操作。
（二）单片机串口技术
单片机串口技术应用会将数据字符，通过写发送缓冲器将其写入串行口，在写发送缓冲器中明确字符量在低电平状态下确定其在硬件电路内的始末发送位置，通过移位脉冲在shift控制下完成字符从低位到高位的信号传输工作。
在信号传输过程中，单片机接口信号接收能力与信号接收位的ren状态有直接联系，在当下需要重点关注ren的软件设置数，如果ren软件设置唯一，此时信号接收会按照顺次逐位的接收数据字符内容，在信号接收端接收数据后，完成完整字符数据接收工作，控制电路移位会向CPU发送申请信号，申请信号应该去掉起始位，并在申请信号接收中断操作后，确保软件复位时间、空间均能满足控制电路信息传递需要。
在PLC与单片机串行通信设计期间，需要考虑到单片机多机型通信方案选择要点，从机与主机在单片机设计期间，应该掌握权限内容，了解单片机串口拥有双向选择的权力，因此在当下需要了解设计配置要点，单片机接口由反向器配合两个同向三态门，在此前提下利用单片机一根引脚实现串口连接。控制单片机在串口连接方式确定后，发送数据前需要确定数据区域存放数据的容量，在数据传输接收期间需要保证主机、从机可以根据需要，以空字符作为有效数据接收结束的标志，等通讯结束后便可以回收通过的数据并进行数据校验工作。
（三）串行通信系统应用方式
串行通信系统内部单片机其串行接口位置处需要根据工作要求，专门设置数据寄存器，完成数据传输接收的工作。另外在数据输入完成后，还应该考虑到数据传输阶段是否可靠、平稳，为进一步提升设备接收数据传输数据的稳定程度，需要在数据传输PLC接收端时，通过内部参数的编辑，使其在接收数据时可以做出响应，并通过命令帧格式分析串口通信系统低位、高位、发送文本特征码以及结束码等信息，在接收工作结束后进行分析处理，在整个过程中单片机负责通信工作，并配合PLC完成通信程序的编辑工作，在操作期间完成PLC接收数据通讯程序处理、测温地址设置，单片机配合PLC完成通信程序编制后，在异域校验码清零工作结束后，进行通讯数据传输。在串行通信系统运行期间，考虑到串行通信系统内部存在多个延时程序，因此在数据中断接收处理过程中，需要单片机配合PLC完成通过配合字符的数据处理工作，判断字符起始位置进而提升数据传输的可靠性、稳定性。
另一方面，它采用到了异步通信模式，结合双方收发协调，要求发送与接收设备时钟尽可能保持一致状态。其异步通信的数据格式相对复杂，其中包含了起始位、数据位、校验位以及停止位，这些都汇聚于一个字符帧以内。它不要求收发双方时钟严格一致，所以比较容易实现，整体看来设备开销较小，且每个字符都会附加2~3位用于起止位，且各个帧数之间存在间隔，传输效率相对适中。目前的串行异步通信主要基于单工、半双工、全双工等等传输方式展开。
结语：
PLC系统与单片机相互结合构成串行通信系统，应用在自动化领域中拥有极佳的工作效果，在串行通信系统构建完成后，需要更改通信协议，为保证串行通信系统可以在应用中获得良好的表现，还需要丰富串行通信系统协议内容丰富、系统功能，借此保障串行通信系统可以可靠、安全的根据工作需要完成相应操作。串行通信系统的出现，加快工业生产行业的发展，提升自动化相关设备的运行效率，但是其在当下还需要根据应用需求，不断优化串行通信系统结构，进一步提升其在自动化设备中的自动化作业水平。
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姜娥，女，1983年1月，汉族，湖北随州，大学本科学历，现任随州职业技术学院讲师，研究方向机电一体化技术。