【话题】马乐：玩转485通讯系列【连载】(20140918)

【玩转485】4.数据的接收2【连载4】

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1.报文

       在开始具体讲解PLC如何接收数据之前，我们首先要向大家介绍报文这个概念，所谓报文就是一段完整的信息，图 1-1所示为报文的一种格式。

图 1-1

       在通讯的过程中无论是发送还是接收都是一个报文一个报文为单位的进行的，发送之所以简单就是因为我们只要将准备在发送缓冲区的数据一次性的全部发送出去就好，一次发送一个报文，而接收就不同了，我们要判断一个报文的起始与结束，还要判断接收到的这个报文是否在传输的过程中因为干扰等原因产生错误。

2.单个报文的判断方法

      如何判断一段报文的起始与结束呢？我们常用的有两种方法。

       第一通过给报文设定固定的起始字符和结束字符，只要接收到起始字符既是一段报文的开始，只要收到结束字符既是一段报文的结束。

       第二通过空闲时间判断，超过空闲时间没有接收到数据，我们就认为是一段报文已经结束，之后接收的数据就算新的报文。
那么本文我们还是先给大家讲解如何通过起始字符和结束字符来接收数据。

3.通过首尾字符判断

      在编写程序之前我们首先要明确我们使用的特殊位寄存器的状态，下面我们逐个按要求进行设置，这里要注意我们统一使用S7-200CPU的端口0。

SMB30 = 2#00001001 =16#9

图 3-1

1) 自由口模式。第0、1位
2) 通讯速率9600bps。第2、3、4位
3) 每个字符的数据位是8位。第5位
4) 不选用奇偶效验。第6、7位

SMB87 = 2#11100000 = 16#E0


图 3-2

1) 不使用中断条件作为检测信息的开始。第1位。
2) 不使用空闲时间方式检测报文的开始结束。第2、3、4位。
3) 使用结束字符检测报文的结束。第5位。
4) 使用起始字符检测报文的开始。第6位。
5) 允许信息接收功能。第7位。
注：第0位为无效位不使用。

SMB88 =16# AA

用16进制AA作为报文的起始字符，只要PLC接收到字符AA说明一段报文的开始。

SMB89 = 16#BB

用16进制BB作为报文的结束字符，只要PLC接收到字符BB说明报文接收完毕停止接收。

SMB94 = 255

SMB94定义接收缓冲区大小，此处定义为最大255字节。(注：接收缓冲区是用来存放接收到的数据的区域，最大255字节，大家可以根据通讯情况自由定义。)

4.程序编写

开始程序编写之前让我们首先了解一下接收指令的使用。
图 4-1

RCV接收指令有两个管脚，TBL和PORT。

PORT：通讯端口编号，如果用0端口则写0，如果用1端口则写1.

TBL：定义接收缓冲区的起始地址，如果TBL中写VB100，同时接收的数据是两个字节，则VB100中的数值为2，同时VB101和VB102用来存放接收到的数据。

下面我们来看程序的具体写法。

图4-2

5.接收测试

      程序我们就编写完成了，主要是对特殊位寄存的设定，另外增加一个接收指令用于接收数据就好，下面我们用PLC接收几组发自电脑的数据，来具体了解通过起始、结束字符判断报文的方式来接收数据的使用方法。

1) 接收测试1

       首先我们使用串口调试软件发送一段报文16进制的 aa 11 22 ff 23 bb一共6个字节。根据我们上面的讲解，此段报文中aa是报文的起始字符，表示报文的开始bb是报文的结束字符，表示该段报文的结束，起始字符和结束字符之间是要发送给PLC的数据内容，当然现在我们发送的数据是没有任何含义的，如图 5-1所示。

图 5-1

       图 5-2所示是Step7 MicroWin的状态表监控到的数据，因为我们设定的起始地址是VB100一共发送了6个字节的数据，所以数据的存放是从 VB101到VB106中。这里可能有人要问那VB100中应该是6啊为什么是0呢？这个主要是因为在接收指令RCV之前我使用的SM0.0因此当一次数据接收完成后，就重新进入接收状态，这时会将Vb100中的数值清空，所以VB100始终是0。
图 5-2

2) 接收测试2

       上面我们已经成功使用S7-200PLC接收到了电脑发送的数据现在我们用电脑发送一组没有起始字符的报文看看会出现什么情况，此次我们发送数据dd 11 22 ff 23 bb如图 5 3中内容所示。
[ 图 5-3

       通过图 5-4我们可以发现PLC没有接收到任何数据，原因就是PLC没有检测到起始字符

图 5-4

3) 接收测试3

       本次我们发送给PLC的数据既有起始字符，也有结束字符，只是在结束字符后我们再增加2个字节的数据，看看会出现什么情况，这次我们发送aa 11 22 bb 23 45。

图 5-5

       由图 5-6我们可以发现电脑发送的数据PLC只能接收到aa 11 22 bb，而23 45这两个字节由于出现在报文的结束字符之后PLC就无法识别了。

图 5-6

【玩转485】5.数据的接收3【连载5】

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上一篇文章向大家介绍了通过起始字符和结束字符判断一段报文的开始和结束，本文我们向大家介绍如何利用时间判断的方式来接收报文。

为什么要使用时间的方式来对报文进行判断呢？其实大家可以设想这样一种情况，当我们使用起始字符和结束字符的方式来判断一段报文的开始与结束，如果在报文中间出现了起始字符或者结束字符，将会发生什么情况能？相信看过上一篇文章的朋友肯定可以发现其中的缺点，那么解决这些缺点的方法就是通过时间来判断报文的起始与停止。

首先我们要明确报文一般分为固定长度和不固定长度两种形式。

1.报文长度固定

图 1-1

当有些通讯协议中报文长度固定的情况下PLC接收每段报文所需的时间都是一样的，这样我们就可以根据报文的长度算出来接收报文所需的时间，然后PLC就可以从接收到第一个字符开始计时，计时达到设定时间就算一段报文接收完成。

这里我们打个比方，如果是通讯速率是9600bps，每个字符10个位(1个起始位、1个停止位、8个数据位、无效验位)那么我们接收一个字符就需要(1000/9600)*10≈1.04ms。如果每个报文6个字符那么PLC接收这段报文就需要6*1.04 = 6.24ms，这时我们就可以在PLC中设定从开始接收报文起6.24ms后停止接收报文，然后重新进入等待接收报文的状态。

2.报文长度不固定

图 2-1

在有的协议中报文的长度是不固定的，那这种情况下我们应该如何判断一段报文起始和停止呢？其实这个也是比较简单的当报文中字符的数量是不固定的时候，我们可以通过字符与字符之间的时间间隔来进行判断，通常情况是3.5个字符时间。那么在9600bps的通讯速率，每个字符10个位的情况下就是3.5*1.04 = 3.64ms的时间中如果PLC没有接收到数据，就认为一段报文已经接收完成，下面再接收到的数据就算一段新报文的开始。

这里可能有的朋友会有疑问，如果两段报文的间隔小于3.5个字符时长那不就出问题了么？其实有这种担心的朋友主要是对485通讯收发数据的方式不够了解。由于485通讯是半双工通讯方式，所以一般都是A站点接收一个B站点发送的报文，然后给B站点发送一个报文，B站点接收到A站点发送的数据后再返给A站点一个报文。如图 2-2

图 2-2

因此当PLC接收到一个报文后不是立刻接收下一个报文，而是先发送一个报文出去，由于发送一组报文的时间肯定大于3.5个字符时长，所以不会存在被接收的两个报文之间的时长小于3.5个字符长度的情况。

本文就先给大家普及一下基本概念，下一篇文章我们来具体研究一下程序的编写。