1.S7-200系列PLC的自由端口通信模式

CPU串行通信口可由用户程序控制，这种操作方式叫自由端口模式。当选择自由端口模式时，用户程序即通过发送和接收中断、发送和接收指令来控制串行通信口的动作。在自由端口模式下，通信协议完全由用户程序控制。通信所使用的波特率、校验方式及字符的有效数据位等由特殊存储器位SMB30和SMB130来设定。存储器位SMB30和SMB130的具体内容如表8-7所示。

需要注意的是：只有PLC处于RUN模式时，才能进行自由端口通信。PLC处于自由端口模式时，不能与编程器、计算机等通信，而PLC在STOP模式下CPU的自由端口模式会被禁止，通信协议自动切换到PPI模式，普通的通信（如与编程器的通信）得以重新建立。

表8-7 特殊存储器位SMB30和SMB130

可以用反映CPU工作方式的开关当前位置的特殊存储器SM0.7来控制自由端口模式的开启。当模式开关处于TERM位置时，SM0.7=0；当模式开关处于RUN位置时，SM0.7=1。

2.指令格式及功能

发送和接收指令格式及功能如表8-8所示。

表8-8 发送和接收指令格式及功能

3.指令说明

1）TBL是指定发送/接收数据缓冲区的首地址。可寻址的寄存器地址为VB、IB、QB、MB、SMB、SB、∗VD和∗AC。

2）PORT为常数，指定通信端口0或1。

3）TBL数据缓冲区中的第一个字节用于设定应发送/应接收的字节数，缓冲区的大小在255个字节以内。

4）用XMT指令发送数据。

用XMT指令可以方便地发送一个或多个字节缓冲区的内容（最多为255B）。XMT字节缓冲区的数据格式如表8-8所示。使用XMT指令发送数据应注意以下几点：

①在缓冲区内的最后一个字符发送完成后，会产生中断事件9（通信端口0）或中断事件26（通信端口1），如果将一个中断服务程序与发送完成中断事件连接，则可实现相应的操作。

②利用特殊存储器位SM4.5（对应通信端口0）和SM4.6（对应通信端口1），可监视通信端口的发送空闲状态。当通信端口0发送空闲时，SM4.5置1；当通信端口1发送空闲时，SM4.6置1。

5）用RCV指令接收数据。

用RCV指令可以方便地接收一个或多个字节缓冲区的内容（最多为255B）。这些字符存储在接收缓冲区中，接收缓冲区的数据格式如表8-8所示。使用RCV指令接收数据应注意以下几点：

①可利用字符中断控制接收数据。

每接收完成一个字符，就会产生一个中断事件8（通信端口0）或者中断事件25（通信端口1）。接收到的字符会自动存放在特殊存储器SMB2中，以便中断服务程序访问。奇偶校验状态存放在特殊存储器SMB3中，如果接收到的字符奇偶校验出现错误，则SMB3.0被置1。需注意，端口0和端口1共用SMB2和SMB3。

②可利用接收结束中断控制接收数据。

当指定的多个字符接收完成时，产生中断事件23（通信端口0）和中断事件24（通信端口1）。如果有一个中断服务程序连接到中断事件上，则可实现相应的操作，如通过中断服务程序处理接收到缓冲区的字符。

③S7-200 PLC在接收信息字符时要用到一些特殊存储器。例如，通过SMB87（或SMB187）来控制接收信息；通过SMB86（或SMB186）来监控接收信息等。

4.编程步骤

（1）利用SM0.1初始化通信参数

1）使用SMB30（端口0）或SMB130（端口1）选择自由端口通信模式，并选定自由端口通信的波特率、数据位数和校验方式。(www.daowen.com)

2）设定起始位（SMB88或SMB188）或结束位（SMB89或SMB189），空闲时间信息（SMB90或SMB190）及接收的最大字符数（SMB94或SMB194）。

3）如果利用中断，则将中断事件与相应的中断服务程序连接，并且全局开中断（ENI）。

4）通常可利用SMB34定时中断，定时发送数据（一般为定时周期为50ms，即间隔发送数据的时间为50ms）。

（2）编写主程序

自由端口通信主程序的任务是把要发送的数据放到发送数据缓冲区，并接收数据到接收数据缓冲区（当然此任务也可以用一个子程序来完成）。

（3）编写SMB34的定时中断服务程序

把要发送的数据传送到发送数据缓冲区，一般包括发送的字节数、发送的数据及结束字符，最后再利用XMT指令发送数据。

（4）编写发送完成中断服务程序和接收完成中断服务程序

1）发送完成中断服务程序的主要任务是发送完成后断开SMB34定时中断，并利用RCV指令准备接收数据。

2）接收完成中断服务程序的任务是接收数据完成后重新连接SMB34的定时中断，准备发送数据。

程序设计者可根据具体的控制要求，选择使用上述步骤。

5.发送与接收指令应用举例

【例11-2】在输入信号I0.0的上升沿时刻，将数据缓冲区VB100中的数据信息发送到打印机或显示器。

分析：利用SM0.1（初始化扫描脉冲），对自由端口协议进行设置（即初始化自由端口），将要发送的数据地址送入VD200，建立地址指针，然后在发送空闲时，用I0.0的上升沿信号触发XMT指令，完成由地址指针指定的数据缓冲区数据的发送。参考程序如图8-18所示。

图8-18 发送数据的梯形图程序

【例11-3】用两台S7-200系列PLC进行单向主/从式自由口通信。

控制要求：两台S7-200，处理器为CPU 226的PLC主机P1和从机P2，要求主机P1和从机P2采用可编程通信模式进行数据传递。即：主机P1具有发送功能，从机P2只有接收功能。要求用主机P1的输入端IB0的值控制从机P2的输出端QB0的状态。

分析：在CPU工作方式开关由RUN转换到TERM位置时，建立自由端口通信协议，可先将P1主机的IB0值送到由&VB100指定的发送数据缓冲区，执行XMT指令发送数据；从机P2则通过SMB2接收主机送过来的数据，在方式开关由RUN转换到TERM位置时，建立自由端口通信协议，将接收字符中断事件8连接到中断服务程序INT-0，通过执行中断服务程序从SMB2读取主机IB0的值，然后再送至从机的QB0，使从机的QB0随主机的IB0同步变化。主机P1发送数据的程序如图8-19所示，从机P2接收数据的程序如图8-20所示。

注意：此程序是在PLC的CPU工作方式开关在TERM位置，且CPU工作于RUN模式时，实现从机的QB0随主机的IB0同步变化。如果将PLC的CPU工作方式开关推到RUN位置，则需调整程序，以实现从机的QB0随主机的IB0同步变化。

硬件条件应具备，两台S7-200系列PLC与装有编程软件的计算机通过RS-485通信接口和网络连接器组成一个使用PPI协议的单主站通信网络。所使用的S7-200 PLC应有两个通信端口，用PC/PPI电缆将两台PLC的通信端口0连接在一起，取P1机作为主站，P2机作为从站，再将主站和从站的通信端口1分别与各自的计算机通信口相连接。

图8-19 主机P1发送数据的程序

图8-20 从机P2接收数据的程序

a）从机接收数据主程序 b）从机接收数据中断程序