S7-200CPU的通信口自由口設置

前言

西門子S7-200CPU的通信口可以設置為自由口模式。選擇自由口模式后，用戶程序就可以完全控制通信端口的操作，通信協(xié)議也完全受用戶程序控制。

S7-200CPU上的通信口在電氣上是標準的RS-485半雙工串行通信口。此串行字符通信的格式可以包括：

一個起始位

7或8位字符（數(shù)據(jù)字節(jié)）

一個奇/偶校驗位，或者沒有校驗位

一個停止位

自由口通信速波特率可以設置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500。

凡是符合這些格式的串行通信設備，理論上都可以和S7-200CPU通信。

自由口模式可以靈活應用。Micro/WIN的兩個指令庫（USS和ModbusRTU）就是使用自由口模式編程實現(xiàn)的。

在進行自由口通信程序調(diào)試時，可以使用PC/PPI電纜（設置到自由口通信模式）連接PC和CPU，在PC上運行串口調(diào)試軟件（或者Windows的HyperTerminal－超級終端）調(diào)試自由口程序。

USB/PPI電纜和CP卡不支持自由口調(diào)試。

自由口通信要點

應用自由口通信首先要把通信口定義為自由口模式，同時設置相應的通信波特率和上述通信格式。用戶程序通過特殊存儲器SMB30（對端口0）、SMB130（對端口1）控制通信口的工作模式。詳見下圖

CPU通信口工作在自由口模式時，通信口就不支持其他通信協(xié)議（比如PPI），此通信口不能再與編程軟件Micro/WIN通信。CPU停止時，自由口不能工作，Micro/WIN就可以與CPU通信。

通信口的工作模式，是可以在運行過程中由用戶程序重復定義的。

如果調(diào)試時需要在自由口模式與PPI模式之間切換，可以使用SM0.7的狀態(tài)決定通信口的模式；而SM0.7的狀態(tài)反映的是CPU運行狀態(tài)開關(guān)的位置（在RUN時SM0.7="1"，在STOP時SM0.7="0"）

自由口通信的核心指令是發(fā)送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中斷有“接收指令結(jié)束中斷”、“發(fā)送指令結(jié)束中斷”，以及通信端口緩沖區(qū)接收中斷。

與網(wǎng)絡讀寫指令（NetR/NetW）類似，用戶程序不能直接控制通信芯片而必須通過操作系統(tǒng)。用戶程序使用通信數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和特殊存儲器與操作系統(tǒng)交換相關(guān)的信息。

XMT和RCV指令的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)類似，起始字節(jié)為需要發(fā)送的或接收的字符個數(shù)，隨后是數(shù)據(jù)字節(jié)本身。如果接收的消息中包括了起始或結(jié)束字符，則它們也算數(shù)據(jù)字節(jié)。

調(diào)用XMT和RCV指令時只需要指定通信口和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的起始字節(jié)地址。

XMT和RCV指令與NetW/NetR指令不同的是，它們與網(wǎng)絡上通信對象的“地址”無關(guān)，而僅對本地的通信端口操作。如果網(wǎng)絡上有多個設備，消息中必然包含地址信息；這些包含地址信息的消息才是XMT和RCV指令的處理對象。

由于S7-200的通信端口是半雙工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同時有效。

XMT和RCV指令

XMT（發(fā)送）指令的使用比較簡單。RCV（接收）指令所需要的控制稍多一些。

RCV指令的基本工作過程為：

在邏輯條件滿足時，啟動（一次）RCV指令，進入接收等待狀態(tài)

監(jiān)視通信端口，等待設置的消息起始條件滿足，然后進入消息接收狀態(tài)

如果滿足了設置的消息結(jié)束條件，則結(jié)束消息，然后退出接收狀態(tài)

所以，RCV指令啟動后并不一定就接收消息，如果沒有讓它開始消息接收的條件，就一直處于等待接收的狀態(tài)；如果消息始終沒有開始或者結(jié)束，通信口就一直處于接收狀態(tài)。這時如果嘗試執(zhí)行XMT指令，就不會發(fā)送任何消息。

所以確保不同時執(zhí)行XMT和RCV非常重要，可以使用發(fā)送完成中斷和接收完成中斷功能，在中斷程序中啟動另一個指令。

在《S7-200系統(tǒng)手冊》和Micro/WIN在線幫助中關(guān)于XMT和RCV指令的使用有一個例子。這個例子非常經(jīng)典，強烈建議學習自由口通信時先做通這個例子。例程，見下圖

字符接收中斷

S7-200CPU提供了通信口字符接收中斷功能，通信口接收到字符時會產(chǎn)生一個中斷，接收到的字符暫存在特殊存儲器SMB2中。通信口Port0和Port1共用SMB2，但兩個口的字符接收中斷號不同。

每接收到一個字符，就會產(chǎn)生一次中斷。對于連續(xù)發(fā)送消息，需要在中斷服務程序中將單個的字符排列到用戶規(guī)定的消息保存區(qū)域中。實現(xiàn)這個功能可能使用間接尋址比較好。

對于高通信速率來說，字符中斷接受方式需要中斷程序的執(zhí)行速度足夠快。

一般情況下，使用結(jié)束字符作為RCV指令的結(jié)束條件比較可靠。如果通信對象的消息幀中以一個不定的字符（字節(jié)）結(jié)束（如校驗碼等），就應當規(guī)定消息或字符超時作為結(jié)束RCV指令的條件。但是往往通信對象未必具有嚴格的協(xié)議規(guī)定、工作也未必可靠，這就可能造成RCV指令不能正常結(jié)束。這種情況下可以使用字符接收中斷功能。如下圖