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一、Modbus協(xié)議簡介

S7-200 CPU上的通信口Port0支持Modbus RTU協(xié)議。要實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的。

Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

協(xié)議用于主從查詢模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。此協(xié)議定義了控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)形式如下所示：

常用的功能碼如下：

舉例說明：主機(jī)要從17號(hào)從機(jī)讀3個(gè)采集到的基本數(shù)據(jù)U1、U2、U3，U1的地址為0000H, U2的地址為0001H，U3的地址為0002H。主機(jī)發(fā)送的命令格式是：110300000003075B

其中11是16進(jìn)制數(shù)表示的地址是17號(hào)從站，03表示查詢命令，0000是查詢的寄存器起始地址，0003是要查詢的寄存器末地址，075B是CRC校驗(yàn)值。

當(dāng)主機(jī)的信息幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí)，從機(jī)讀取數(shù)據(jù)，如果沒有錯(cuò)誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請(qǐng)求的任務(wù)，然后，它將自己生成的數(shù)據(jù)幀返回給主機(jī)。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容：終端從機(jī)地址(Address)、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請(qǐng)求數(shù)據(jù)(Data)和校驗(yàn)碼(Check)。如上例中主機(jī)發(fā)送110300000003075B，從機(jī)響應(yīng)格式是：11030603E803E703E9FD9C,其中11是地址（16進(jìn)制數(shù)），03是功能碼，06是返回的字節(jié)數(shù)，03E803E703E9(U1=03E8H,U2=03E7H,U3=03E9H)是返回的6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，F(xiàn)D9C是CRC校驗(yàn)碼。

另一個(gè)例子是請(qǐng)求17號(hào)從機(jī)0040H的值為2717。主機(jī)發(fā)送命令：110600400A9D4D87

其中11是地址，06是功能碼（預(yù)設(shè)單寄存器），0040是寄存器地址，0A9D是數(shù)據(jù)，等于十進(jìn)制的2717，4D87是CRC校驗(yàn)碼。從機(jī)對(duì)于預(yù)置單寄存器請(qǐng)求的正常響應(yīng)是在寄存器值改變以后將接收到的數(shù)據(jù)傳送回去。從機(jī)返回的數(shù)據(jù)是：110600400A9D4D87。

例如單片機(jī)作為主機(jī)要讀s7-200的V存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)，需要發(fā)送0C0300320004E4DB讀取保持寄存器（功能碼03）此例是要在12號(hào)從機(jī)的存儲(chǔ)區(qū)起始地址是0032h地址讀4個(gè)數(shù)據(jù)，返回8個(gè)字節(jié)。0C03080092009200000000A46F，若要讀PLC輸入狀態(tài)（功能碼02），發(fā)送0C0200000001返回0C02010162E4，若要讀PLC的輸出狀態(tài)（功能碼01），發(fā)送0C0100000001返回0C01010192E4。

二、51單片機(jī)作為主機(jī)讀寫S7-200數(shù)據(jù)的程序

在主程序中調(diào)用下面子程序即可。

51單片機(jī)讀PLC輸入狀態(tài)I0.0的子程序如下：

FFJ02: MOV B,#10H ;讀PLC輸入狀態(tài)I0.0

FJ4: MOV 2DH,#0CH ;地址;;;;;;;;;;;;

MOV 2EH,#02H ;功能碼02h

MOV 2FH,#00H ;起始開關(guān)量地址

MOV 30H,#00H ;起始寄存器地址

MOV 31H,#00H ;寄存器個(gè)數(shù)，最多25個(gè)

MOV 32H,#01H

ORL AUX,#80H ;p1.6p1.7當(dāng)串口

CLR EA

SETB P3.7

MOV CRCCD,#06H

LCALL CRC

MOV R2,#08H

MOV R0,#2DH;2CH

FJ1: MOV SBUF,@R0

JNB TI,$

CLR TI

INC R0

DJNZ R2,FJ1

LCALL PDOK1 ;讀返回的DI,DO值

JNZ FJ0 ;如果沒有檢測到OK,重復(fù)發(fā)

CALL DELAY

DJNZ B,FJ4

FJ0: SETB FLAG_1

SETB EA

RET

51單片機(jī)讀V存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)的子程序如下：

FFJ03: MOV B,#10H ;'讀V存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)

FJ7: MOV 2DH,#0CH ;地址

MOV 2EH,#03H ;功能碼03h

MOV 2FH,#00H ;起始寄存器地址高位

MOV 30H,#32H ;起始寄存器地址低位

MOV 31H,#00H ;寄存器個(gè)數(shù)，最多25個(gè)

MOV 32H,#04H

ORL AUX,#80H ;p1.6p1.7當(dāng)串口

CLR EA

SETB P3.7

MOV CRCCD,#06H

LCALL CRC

MOV R2,#08H

MOV R0,#2DH

AJMP FJ1

51單片機(jī)讀S7-200輸出狀態(tài)Q0.0的子程序如下：

FFJ033: MOV B,#10H ;讀'Q狀態(tài)

FJ9: MOV 2DH,#0CH ;地址;;;;;;;;;;;;

MOV 2EH,#01H ;功能碼02h

MOV 2FH,#00H ;起始開關(guān)量地址

MOV 30H,#00H ;起始寄存器地址

MOV 31H,#00H ;寄存器個(gè)數(shù)，最多25個(gè)

MOV 32H,#01H

ORL AUX,#80H ;p1.6p1.7當(dāng)串口

SETB P3.7

CLR EA

MOV CRCCD,#06H

LCALL CRC

MOV R2,#08H

MOV R0,#2DH

AJMP FJ1

PDOK1: MOV R0,#35H

MOV R2,#11D

CLR P3.7

SETB REN

FXL2: CLR RI ;軟件清除串口中斷標(biāo)記

LCALL PDRI1 ;等待下一個(gè)串口數(shù)據(jù)

MOV A,SBUF ;將串口寄存器中接收到de數(shù)據(jù)給A

MOV @R0,A

INC R0

DJNZ R2,FXL2

MOV R0,#0C0H

CLR RI ;軟件清除串口中斷標(biāo)記

LCALL PDRI1 ;等待下一個(gè)串口數(shù)據(jù)

MOV A,SBUF ;將串口寄存器中接收到de數(shù)據(jù)給A

MOV @R0,A ;CRC存放首址

INC R0

CLR RI ;軟件清除串口中斷標(biāo)記

LCALL PDRI1 ;等待下一個(gè)串口數(shù)據(jù)

MOV A,SBUF ;將串口寄存器中接收到de數(shù)據(jù)給A

MOV @R0,A ;CRC校驗(yàn)碼第二字節(jié)

MOV R0,#35H ;對(duì)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，

MOV CRCCD,#11D;

LCALL CRC1

MOV R0,#0C0H ;AAH-ABH存放下位機(jī)發(fā)來的CRC校驗(yàn)碼

MOV A,@R0 ;CRC校驗(yàn)碼首字節(jié)

CJNE A,06H,SB1 ;CRC校驗(yàn)碼首地址 06H=R6

INC R0

MOV A,@R0 ;CRC校驗(yàn)碼第二字節(jié)

CJNE A,07H,SB1 ;07H=R7

MOV A,#0FFH ;檢測到OK,對(duì)A置1

AJMP SB2

SB1: CLR A ;沒有檢測到OK,對(duì)A清零

SB2: CLR RI ;清除有串口數(shù)據(jù)標(biāo)志

SETB EA

RET

一、S7-200程序

1、 安裝Modbus協(xié)議庫

下載Modbus協(xié)議庫，打開目錄，點(diǎn)擊

進(jìn)行安裝。

安裝成功后左側(cè)瀏覽條的“庫”中如下圖：

2、S7-200程序

S7-200程序如下圖，首先調(diào)用MBUS_INIT模塊，初始化有關(guān)參數(shù)，如波特率，奇偶校驗(yàn)等要與主機(jī)一致。每一項(xiàng)的含義如下所示：

Mode: 模式選擇，啟動(dòng)/停止MODBUS，1=啟動(dòng)；0=停止

Address: 從站地址，MODBUS從站地址，取值1~247

Baud: 波特率，可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200

Parity: 奇偶校驗(yàn)，0=無校驗(yàn)；1=奇校驗(yàn)；2=偶校驗(yàn)

Delay: 延時(shí)，附加字符間延時(shí)，缺省值為0

MaxIQ: 最大I/Q位，參與通信的最大I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128

MaxAI: 最大AI字?jǐn)?shù)，參與通信的最大AI通道數(shù)，可為16或32

MaxHold: 最大保持寄存器區(qū)，參與通信的V存儲(chǔ)區(qū)字（VW）

HoldStart: 保持寄存器區(qū)起始地址，以&VBx指定（間接尋址方式）

Done: 初始化完成標(biāo)志，成功初始化后置1

Error: 初始化錯(cuò)誤代碼

在本例子中，設(shè)置從站地址為3

Port0 通訊波特率為9600

無校驗(yàn)

可以使用的S7-200最大數(shù)字量輸入輸出點(diǎn)數(shù)為128

可以使用的S7-200最大模擬量輸入寄存器字?jǐn)?shù)為32

可以使用的V區(qū)寄存器地址字?jǐn)?shù)為100， 起始地址為VB1000

SM0.0是s7-200的特殊寄存器，RUN監(jiān)控，PLC在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，SM0.0總為ON。

本程序初始化完成后，還調(diào)用了MBUS_SLAVE子程序，它屬于協(xié)議庫的一部分。此程序是加密的。如下圖左面有一個(gè)鎖，在“查看”選屬性后會(huì)彈出密碼保護(hù)如下圖。

注意：本例子中，Modbus RTU 從站指令使用的庫存儲(chǔ)為VB0---VB779，這段寄存器地址不能再被程序中的任何指令使用，包括MBUS_INIT 和 MBUS_SLAVE 指令在內(nèi)。