s7-200自由口通信
S7-200自由口通讯
一、基础知识介绍（名词理解，原理，工作机制）
1、S7-200CPU的通讯口可以设置为自由口模式（如何设置成自由口模式？）。选择自由口模式后，用户程序可以完全控制通讯端口的操作（如何控制通讯端口
的操作），通讯协议也完全受用户程序控制（如何控制通讯协议）。S7-200 CPU
处于自由口通信模式时，通信功能完全由用户程序控制，所有的通信任务和信
息定义均需由用户编程实现。
2、S7-200CPU上的通讯口在电气上是标准的RS-485半双工串行通讯口。
此串行字符通信的格式可以包含：○一个起始位。○7或8位字符（数据字节）。○一个奇偶校验位，或没有校验位。○一个停止位。○通信波特率可以设置为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200 bit/s。凡是符合这些格式的串行通信设备，都可以和S7-200 CPU通信。
借助自由口通信模式，S7-200 CPU 可与许多通信协议公开的其他设备、控制器
进行通信，其波特率为1200~115200bit/s。
自由口通信是一种基于RS485 硬件基础上，允许应用程序控制S7-200 CPU 的通
信端口、以实现一些自定义通信协议的通信方式。
3、自由口通讯（顾名思义很自由）可以通过用户程序灵活控制，没有固定模式。S7-200 可通过自由口通讯协议访问下列设备：– 带用户端软件的PC机，– 条形码阅读器，– 串口打印机，– 并口打印机，– S7-200，– S7-300 with CP 340
– 非Siemens PLC，– 调制解调器。S7-200 CPU 通信端口是RS485 标准，因此如果通信对象是RS232 设备，则需要使用RS232/PPI 电缆。
4、“请求-响应”工作机制：S7-200 CPU可以作为主站先向从站发送数据请求，
然后等待从站的数据响应，也可以作为从站，首先等待主站发送过来的数据请求，然后根据请求的内容，按规则把相关数据返回给主站。上述过程，反复进行，实现数据交换。如果CPU作为主站，有多个从站设备，那么一般在请求信
息里面会包含地址信息，各个从站接收到数据请求后，首先会判断请求信息里
面的地址信息和本机地址是否一致，如果不一致，会忽略，如果一致，会根据
请求的内容，按协议规则把相关数据返回给主站。
5、由于S7-200 CPU 通信端口是半双工通信口，所以发送和接受不能同时进行。S7-200 CPU 通信口处于自由口模式下时，该通信口不能同时工作在其他通信模
式下（不支持其他通讯协议如PPI）。如不能端口1在进行自由口通信时，又使用
端口1进行PPI 编程。自由口通信只有在S7-200 CPU 处于RUN 模式下才能被激活，如果将S7-200 CPU 设置为STOP 模式，则通信端口将根据S7-200CPU 系统
块中的配置转换到PPI 协议。CPU停止时，自由口不能工作，编程软件才可以与CPU通信。
6、自由口通讯的核心指令时发送XMT 和接受RCV 指令，要注意多条指令不能同时有效，数据的发送和接受需经过数据缓冲区，发送指令是把缓冲区的数据通过通讯口发送出去，接受指令是从通讯口把数据接收到缓冲区里，调用发送XMT 和接受RCV 指令时只需要指定通讯口和数据缓冲区的起始字节地址。发送XMT 和接受RCV 指令与网络上通讯对象的地址无关，而仅对本地的通讯端口操作，如果网络上有多个设备，消息中必然包含地址信息，这些地址信息的消息才是发送XMT 和接受RCV 指令的处理对象。
7、使用自由口通信前，必须了解自由口通信工作模式的定义方法，即控制字的组态。S7-200 CPU 的自由口通信的数据字节格式必须含有一个起始位、一个停止位，数据位长度为7位或8位，校验位和校验类型（奇、偶校验）可选。S7-200 CPU 的自由口通信定义方法为将自由口通信操作数传入特殊寄存器SMB30（端口0）和SMB130 （端口1）进行端口定义，自由口通信操作数定义如下所示：MSB 7 LSB 0
p p d b b b m m PP ：校验选择，00=不校验，01偶校验，10不校验，11奇校验
d ：每个字符的数据位，0=每个字符8位，1=，每个字符7位
bbb ：自由口波特率，000=38400波特，001=19200波特，010=9600波特，
011=4800波特，100=2400波特，101=1200波特，110=115.2K 波特，111=57.6K 波特
mm ：协议选择，00=PPI/从站模式，01=自由口模式，10= PPI/主站模式，11=保留（缺省设置为PPI/从站模式）
例如：MOVB 5，SMB30 5表示无校验位，8位数据位，19200bit/s ，自由口模式SMB30表示端口0。
8、自由口通信模式主要使用XMT （发送）和RCV （接收）两条指令，以及相应的特殊寄存器。XMT 指令利用数据缓冲区指定要发送的字符，用于向指定通信口以字节为单位发送一串数据字符，一次最多发送255个字节。XMT 指令完成后，会产生一个中断事件（ Port 0为中断事件9，Port1为中断事件26，通讯口中断：产生使程序可以控制通讯口的事件）。
? XMT 指令的缓冲区格式如下表所示：
发送字节个数，数据字节。。。。。最多发送255个字节。信息报文模式：
起始符地址指令类型数据。。。数据校验校验结束符主站发出XMT 指令，发送指令激活了，把缓冲区数据通过通讯口发出，RCV 接收指令激活了，等待响应，会进入接收等待状态，如果数据没有过来，会一直保持接收等待状态（监视通讯口）。如果有数据过来了，且满足设置的消息起始条件，会进入消息接收状态；满足设置的消息结束条件，则结束消息，然后退出接收状态。从站RCV 接收指令，接收到主站的信息报文，处理后，按照主站要求，通过XMT 指令，传给主站。“请求-响应”工作机制
9、RCV 指令可以从S7-200 CPU 的通信口接收一个或多个数据字节，接收到的数据字节将被保存在接收数据缓冲区内。RCV 指令完成后，会产生一个中断事时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行对全部高厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技行外部电源高中资料试卷切除从而采用高
件（Port 0为中断事件23，Port1 为中断事件24）。特殊寄存器SMB86 和SMB186 则分别提供Port0 和Port1 的接收信息状态字节。
? RCV 指令的缓冲区格式如下表所示：
接收字节个数，起始字符，数据字节。。。。。，结束字符，最多255个字节。10、XMT 指令和RCV 指令是非常简单，重要的工作是处理缓冲区的数据。
S7-200 CPU自由口编程有两种方式：一种是使用XMT 指令和RCV 指令，另一种方式是使用接收字符中断（Port 0为中断事件8，Port1 为中断事件26）。
发送/接收指令作为主站：
? 根据协议内容定义好发送缓冲区。
? 在首次扫描中设置相关通讯参数。
? 在首次扫描中连接“接收完成中断”，“发送信息中断”。
? 启用发送XMT 指令，把缓冲区数据发送出去。
? 在发送完成中断程序中，调用接收RCV指令。
? 在接收完成中断程序中，判断接收是否正确，如果正确，调用发送XMT 指令重新请求数据；如果不正确，可考虑再次重新发一次请求。
发送/接收指令作为从站：
? 在首次扫描中设置相关通讯参数，如SMB87，SMB30。
? 在首次扫描中连接“接收完成中断”，“发送信息中断”。
? 启用发送RCV 指令，把缓冲区数据发送出去。
? 在接收完成中断程序中，判断接收是否正确（SMB86是否等于16#20），如果正确判断请求指令，组织相应的数据到缓冲区里，调用发送XMT 指令重新请求数据；如果不正确，重新调用接收RCV 指令，可考虑再次重新发一次请求。?在发送完成中断程序中，调用接收RCV指令。
接收字符中断（Port 0为中断事件8，Port1 为中断事件26）。对于信息字符开始和结束为2个字符的话，只能用这种：
? 在首次扫描中设置相关通讯参数。
? 在首次扫描中连接“接收字符中断”
? CPU通讯口每接收一个字符，会产生一个接收字符中断，并把接收到的字符放到SMB2里面，我们需要在接收字符中断程序里，根据SMB2的内容编程。11、接收指令复杂，选择信息的起始和结束条件，使用SMB86至SMB94对端口0设置，使用SMB186至SMB194对端口1设置，只针对接收指令。
SMB86为接收信息状态字节，SMB87为接收信息控制字节，SMB88信息字符的开始，SMB89信息字符的结束，SMB90字符间空闲时间，毫秒，2个字节，SMB92信息定时器，超过这个时间段，终止接收信息，毫秒，2个字节，SMB94接收最大字符数。
二、实例
1、自由口发送实例（只使用发送指令XMT ，使用了定时中断10，使用简单）1 ）功能要求? 记录定时中断次数，将计数值转化为ASCII 字符串，再通过CPU224XP 的Port0 发送到计算机串口，计算机接受并利用超级终端显示与S7-200 CPU 通信的内容。2） 硬件需求
? 带串口的PC 机、S7-200 CPU 224XP 、RS 232 电缆（推荐采用西门子S7-200 串口编程电缆）
3） 简要实现步骤
? （1）编写S7-200 PLC 程序。? （2）下载程序到S7-200 PLC 中。
? （3）配置计算机的超级终端。? （4）使用计算机上超级终端接收并显示与S7-200 CPU 通信的通信内容。
4）编程说明1、规定缓冲区为VB100 到VB114 ，使用数据块进行缓冲区定义。
地址存储数据说明
VB10014发送字节数
VB101-112数据字节数据字节
VB11316#0D 消息结束字符
VB11416#0A 回车符
在Step7- Micro/Win 中组态数据块
VB100 14 ；发送字节数
VD200 0 ；累加器清0
VB113 16#0D ；消息结束字符
VB114 16#0A ；回车符
16#0D 和16#0A 用于计算机的超级终端显示需要。
2 、程序结构及用途
? 主程序：根据I 0.3 状态初始化端口1为自由口通信
? SBR_0：定义端口0为自由口，初始化定时中断
? SBR_1: 定义端口0为普通PPI 从站通信口
? INT_0: 对定时中断计数并从端口0发送计数值
3、程序编写
主程序：
初始化自由口通讯
LD I0.3
EU 上升沿
CALL SBR_0:SBR0调用子程序
恢复正常的PPI 通讯
LD I0.3
ED 下降沿
CALL SBR_1:SBR1
SBR_0：定义端口的通讯参数
LD SM0.0
MOVB 16#09, SMB30 定义通讯口为自由口模式，9600 bit/s ，无校验，每个字符8个数据位缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
MOVB 250, SMB34 写入定时中断周期250ms
ATCH INT_0:INT0, 10 连接定时中断时间10到中断服务程序INT_0
ENI
SBR_1:设置端口0为PPI 从站通信口
LD SM0.0
MOVB 16#08, SMB30
INT_0:（每250ms，计数一次，发送一次）
LD SM0.0
+D 1, VD200 双整数自加1
DTA VD200, VB101, 0 双整数转化ASCII码，放在VB101开始12个字节中，格式参数FMT指定小数部分的位数和小数点的表示方法。
XMT VB100, 0 自由口发送指令
补充说明：中断事件10是由中断0产生的时间中断，该时间中断的间隔的范围为1ms~255ms，中断间隔的数值由SMB34 定义。由于RS232传输线由空闲状态切换到接收模式需要切换时间（一般为0.15~14ms），故为防止传送失败，设置的中断间隔必须大于切换时间，并再增加一些富余。
5）超级终端（Hyper Terminal）是Windows 操作系统提供的通信测试程序，本例程用它来监测计算机和S7-200 CPU 之间的串口通信。超级终端和Step7
icro/Win 这类应用程序进行串口操作时都会占用计算机串口的控制权，所有不能同时进行对同一个串口进行操作。
超级终端组态步骤如下：
? 1 执行Windows 菜单命令“开始”>“附件”>“通信”>“超级终端”，为要新建的连接
名称。2 选择连接时要使用的串口。3 设置串口通信参数并保存连接，注意此处设置要与PLC程序中对应。4 使用超级终端接收S7-200 CPU 发送的信息。5将I 0.3 置为ON，单击按钮进行连接，超级终端的窗口会自动显示S7-200 CPU 发送的字符串。
2、自由口接收实例（只使用接收指令RCV）
1 ）功能要求
? S7-200 CPU 从端口0接收计算机发送的字符串，并在信息接收中断服务程序中把接收到的第一个字节传送到CPU 输出字节QB0 上显示。
2）硬件需求
? 带串口的PC 机、S7-200 CPU 224XP、RS 232 电缆（推荐采用西门子S7-200 串口编程电缆）
3）简要实现步骤
? （1）编写S7-200 PLC 程序。? （2）下载程序到S7-200 PLC 中。
? （3）配置计算机的超级终端。? （4）使用计算机上超级终端发送信息，并通过状态表查看S7-200CPU接收到的通信内容。
4）编程说明
1、规定缓冲区为VB100
2 、程序结构及用途
? 主程序：根据I 0.3 状态初始化端口1为自由口通信
? SBR_0：定义端口0为自由口，初始化接收命令
? SBR_1: 定义端口0为普通PPI 从站通信口
? INT_0: 在QB0 输出接收到的第一个字节
3、程序编写
主程序：
初始化自由口通讯
LD I0.3
EU上升沿
CALL SBR_0:SBR0调用子程序
恢复正常的PPI通讯
LD I0.3
ED下降沿
CALL SBR_1:SBR1
SBR_0：定义端口的通讯参数
LD SM0.0
MOVB 16#09, SMB30 定义通讯口为自由口模式，9600 bit/s，无校验，每个
字符8个数据位
MOVB 16#B0, SMB87 接收信息控制字节
MOVB 16#0A, SMB89 设置信息结束符
MOVW 5, SMW90 设置空闲检测时间为5 ms
MOVB 50, SMB94 设置最大字符数为50
ATCH INT_0:INT0, 23 连接接收信息完成23到中断服务程序INT_0
ENI
RCV VB100, 0 启动接收指令，接收缓冲区从VB100开始
SBR_1:设置端口0为PPI 从站通信口
LD SM0.0
MOVB 16#08, SMB30
INT_0:（每250ms，计数一次，发送一次）
LD SM0.0
MOVB VB101, QB0 QB0输出接收到的第一个字节
RCV VB100, 0 开始下一次接收
5）超级终端（Hyper Terminal）是Windows 操作系统提供的通信测试程序，本
例程用它来监测计算机和S7-200 CPU 之间的串口通信。超级终端和Step7
icro/Win 这类应用程序进行串口操作时都会占用计算机串口的控制权，所有不能同时进行对同一个串口进行操作。
超级终端组态步骤如下：
（1）打开刚才建立好的超级终端链接，进入该链接的属性窗口。（2）点击“ASCII 码设置” 按钮，在弹出的ASCII 码设置窗口中，按下图方式进行设置。
2 接收超级终端发送的信息。（1）把PLC 转换到运行状态，同时把I 0.
3 置为ON。（2）在超级终端中输入字符串。（3）在Step-Micro/Win32 中使用状态图，监测缓冲区和QB0（ASCII 码显示字母）内容。
3、自由口收发实例
初始化子程序SBR_0（从站程序写法）
LD SM0.1 // 首次扫描为1
MOVB 16#09, SMB30 // 9600 bit/s，8位数据，无校验,1位停止位
MOVB 16#9C, SMB87 // 允许接收，字符空闲时间，超时检测，没有起始位检测，可以通过字符空闲时间和超时检测来判断起始
MOVW +4, SMW92 //字符空闲时间为4ms
MOVW +50, SMW92 // 接收超时时间为50ms
MOVB 255, SMB94 // 接收的最大字符数为255
ATCH INT_0:INT0, 23 // 接收完成事件连接到中断程序0 ATCH INT_1:INT1, 9 // 发送完成事件连接到中断程序1
ENI // 允许用户中断
RCV VB100, 0 // 端口0的接收缓冲区指针指向
VB100，等待接收，当接收完成后连接到中断程序0中。
接收完成中断程序INT_0:
若SMB86==4（接收信息超时，这里起始字符都是2个字节，所以不能使用起始字符作为表示，使用超时作为接收结束），后面的VB103==1，表示指令类型中为1的主站的要求，VB100放字符数，VB101和VB102放起始字符，VB103指主站报文格式中的指令类型。
接着执行CRC校验子程序，将VB103开始的11个字符（指令类型1个字节，数据10个字节）校验，结果放在VW0中，将VW0同VW114比较，相等，执行CRC校验和发送指令，若不等，执行一次接受指令。
这里还有一个NOT指令，执行一次接受指令