第四课 S7-200作为主站与从站51单片机Modbus RTU通讯

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西门子plc200学习笔记

第四课 S7-200作为主站与从站51单片机Modbus RTU通讯

本节主要完成PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。

一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：

各参数意义如下:

a.	EN	使能：	必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）
b.	Mode	模式：	为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议
c.	Baud	波特率：	支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d.	Parity	校验：	校验方式选择
			0＝无校验
			1＝奇较验
			2＝偶较验
e.	Timeout	超时：	主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。
			注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
f.	Done	完成位：	初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）
g.	Error		初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）：
			0＝ 无错误
			1＝ 校验选择非法
			2＝ 波特率选择非法
			3＝ 模式选择非法

 

二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；

各参数意义如下:

a.	EN	使能：	同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能
			注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。
b.	First	读写请求位：	每一个新的读写请求必须使用脉冲触发
c.	Slave	从站地址：	可选择的范围   1 - 247
d.	RW	从站地址：	0 ＝ 读， 1 ＝ 写
			注意：
			1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能
			2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能
e.	Addr	读写从站的数据地址：
			选择读写的数据类型
			00001 至 0xxxx - 开关量输出
			10001 至 1xxxx - 开关量输入
			30001 至 3xxxx - 模拟量输入
			40001 至 4xxxx - 保持寄存器
f.	Count	数据个数	通讯的数据个数（位或字的个数）
			注意： Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）
g.	DataPtr	数据指针：	1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中
			2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中
h.	Done	完成位	读写功能完成位
i.	Error	错误代码：	只有在 Done 位为1时，错误代码才有效
			0 ＝ 无错误
			1 ＝ 响应校验错误
			2 ＝ 未用
			3 ＝ 接收超时（从站无响应）
			4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW）
			5 ＝ Modbus/自由口未使能
			6 ＝ Modbus正在忙于其它请求
			7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作）
			8 ＝ 响应CRC校验和错误
			-
			101 ＝ 从站不支持请求的功能
			102 ＝ 从站不支持数据地址
			103 ＝ 从站不支持此种数据类型
			104 ＝ 从站设备故障
			105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟
			106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息
			107 ＝ 从站拒绝了信息
			108 ＝ 从站存储器奇偶错误

常见的错误：

如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站 3 号错误。

三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射

为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：

需要从站支持的功能

Modbus 地址	读/写	Modbus 从站须支持的功能
00001 - 09999 数字量输出	读	功能 1
	写	功能 5：写单输出点 功能 15：写多输出点
10001 - 19999 数字量输入	读	功能 2
	写	－
30001 - 39999 输入寄存器	读	功能 4
	写	－
40001 - 49999 保持寄存器	读	功能 3
	写	功能 6：写单寄存器单元 功能 16：写多寄存器单元

Modbus 保持寄存器地址映射举例：

四、S7-200PLC程序

五、单片机程序;STC11F04E单片机，9600波特率

START:   MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入，定时器0为16位定时器

         MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)

         MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592

         MOV  TH0, #0DCH;88H     ;8800=12t,7000=stc1t

            MOV  TL0, #00H

         ORL IE, #92H  ;EA=1，ES=1;ET0=1

         SETB PS       ;串口中断优先

         SETB TR1      ;启动定时器1

         MOV 98H,#50H  ;scon

         MOV P1M0,#01000000b     ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口   P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma

         MOV P1M1,#10000000b

         MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能

QL0:     MOV A,#00H

         MOV R0,#10H

         MOV R2,#9BH  ;10-ABH清零

CLEAR:   MOV @R0,A

         INC R0

         DJNZ R2,CLEAR

         CLR  FLAG

         CLR  FLAG_0

         SETB TR0          ;启动定时器0

         ;ANL AUX,#07FH    ;p3.0p3.1当串口

         ORL AUX,#80H             ;p1.7,p1.6当串口

         CLR P3.7                        ;485芯片接收使能

 

WA1:    ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW

        JNB FLAG_0,WA1     ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据

        CLR TR0

        MOV A,2CH         ;检查设备地址是01h码，设本机地址码是1

        MOV R2,A

        XRL A,#01H

        JNZ QL0

        ACALL FSZJ  ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

        ACALL DELAY

        CALL FZJ

    AJMP QL0

FZJ:     MOV R0,#2cH       ;向主机发送数据子程序

FZJ0:    MOV R2,#10H

FZJ1:    CLR EA

         ANL AUX,#07FH     ;p3.0p3.1当串口

FZL1:     MOV A,@R0

         MOV SBUF,A

         JNB TI,$

         CLR TI

         INC R0

         DJNZ R2,FZL1

         SETB EA

         RET

 

FSZJ:    MOV DPTR,#FH

         MOV R2,#19;

         ORL AUX,#80H

         SETB P3.7          ;发送数据

         MOV R0,#40H

FSZJA:    MOV A,#0H

         MOVC A,@A+DPTR

         MOV @R0,A

         INC R0

         INC DPTR

         DJNZ R2,FSZJA

         MOV R0,#40H

         MOV CRCCD,#19

         LCALL CRC1

         MOV R2,#21

         MOV R0,#40H

FSZJ2:   MOV A,@R0

         MOV SBUF,A

         JNB TI,$

         CLR TI

         INC R0

         DJNZ R2,FSZJ2

         SETB EA

         RET

FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

 

用串口助手检测到的数据如下图。