SPC3芯片工作流程解析

1、 SPC3初始化子程序在SPC3正常工作之前，首先需要进行初始化，以配置需要的寄存器，包括设置协议芯片的中断允许，写入从站识别号和地址，设置SPC3方式寄存器，设置诊断缓冲区，参数缓冲区，配置缓冲区，地址缓冲区，初始化长度，并根据以上初始值得出各个缓冲区的指针和辅助缓冲区的指针。根据传输的数据长度，确定输出缓冲区，输入缓冲区及指针。初始化程序用以实现以下各项功能:SPC3硬件复位:应用程序用RESET复位SPC3,初始化内部RAM及复位微处理器;编译器设置:针对选用的微处理器选用合适的编译器，用#defineDPS2_SPC3激活DPS2接口；设置SPC3中断屏蔽寄存器:宏DPS2_SET_I

2、ND()激活SPC3中断触发，包括从站地址改变，组态数据检查，参数检查中断；SPC3内部看门狗设置:用户看门狗用于确保在微处理器出现故障时，SPC3能在DPS2_SET_USER_WD_value(X)设定的时间内进行数据通信后，时间完后则离开数据交换通信状态，只要微处理器没有问题，则需不断地用DPS2_RESET_USER_WD重新触发看门狗电路；设备标识码设置:在启动过程中，应用程序读取标识码，并将其传送到SPC3芯片中；设置响应时间:如果某些应用需要，用户可以通过DPS2_SET_MINTSDR(X)为SPC3设置最小的从站响应时间；缓冲区初始化设置:用户必须确定DPS2_BUFINIT

3、结构体中定义的各个用于信息交换的缓冲区的长度，这些缓冲区长度决定了SPC3中各个数据缓冲区的长度，这些缓冲区占用SPC3双口RAM的空间，因此不能超过缓冲区总长度。用宏SPC3_INIT()或Dps2_buf_init()函数将DPS2_BUFINIT初始化后的结构体指针作为参数，根据结构体中的数据在SPC3的RAM中分配各缓冲区，检查各个缓冲区的最大长度，并返回缓冲区初始化后的测试信息；波特率控制设置:用DPS2_SET_BAUD_CNTRL()宏，可以设置波特率控制模式。在此监视定时值过后，如果没有有效的信息被接收，SPC3将启动波特率搜索BAUTRATERESEARCH功能。如果定时监视

4、器被启用，且DP从站检查到DP主站有故障，则本地输出数据被删除或进入规定的安全状态。监视定时器的时基为10ms,其时间范围为10ms650s。 二、解读SPC3工作原理PROFIBUSDP协议中规定了8种主站-从站功能：读DP从站诊断信息、传送输入与输出数据、读DP-从站的输入与输出数据、发送参数数据、检查组态数据、读组态数据、对DP从站的控制命令、变更DP从站的站地址。在PROFIBUSDP总线上传送的帧分为四种类型：可变数据字段长度的帧、有数据字段的固定长度的帧、无数据字段的固定长度的帧和令牌帧。下面给出了有数据字段的固定长度的帧中发送请求帧和响应帧的格式S7-200PLC之PPI协议通过

5、硬件和软件侦听的方法，分析PLC内部固有的PPI通讯协议，然后上位机采用VB编程，遵循PPI通讯协议，读写PLC数据，实现人机操作任务。这种通讯方法，与一般的自由通讯协议相比，省略了PLC的通讯程序编写，只需编写上位机的通讯程序资源S7-226的编程口物理层为RS-485结构SIEMENS提供MicroWin软件，采用的是PPI(PointtoPoint)协议，可以用来传输、调试PLC程序。在现场应用中，当需要PLC与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在PLC中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，PL

6、C编程调试较为烦琐，占用PLC的软件中断和代码资源，而且当PLC的通讯口定义为自由通讯口时，PLC的编程软件无法对PLC进行监控，给PLC程序调试带来不便oSIEMENSS7-200PLC的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI协议，如果上位机遵循PPI协议来读写PLC,就可以省略编写PLC的通讯代码。如何获得PPI协议？可以在PLC的编程软件读写PLC数据时，利用第三个串口侦听PLC的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出PPI协议的数据读写报文。这样，上位机遵循PPI协议，就可以便利的读写PLC内部的数据，实现上位机的人机操作功能。软件设计系

7、统中测控任务由SIEMENSS7-226PLC完成，PLC采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB编制，利用MSComm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI协议。PPI协议西门子的PPI(PointtoPoint)通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，PLC作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，PLC则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写5。其通讯数据报文格式大致有以下几类：1、读写申请的数据格式如下：SDLELERSD

8、DASAFCDASPSSAPDUFCSEDSD:(StartDelimiter)开始定界符(68H)LE:(Length)报文数据长度LER:(RepeatedLength)重复数据长度SD:(StartDelimiter)开始定界符(68H)SA:(SourceAddress)源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8DA:(DestinationAddress)目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8FC:(FunctionCode)功能码DSAP:(DestinationServiceAccessPoint)目的服务存取点SSAP:(SourceServiceAccessPoint)源服务存

9、取点DU:(DataUnit)数据单元FCS:(FrameCheckSequence)校验码ED:(EndDelimiter)结束分界符(16H)报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度，校验码为DA至DU数据的和校验，只取其中的末字节值。在读写PLC的变量数据中，读数据的功能码为6CH，写数据的功能码为7CH。2、PLC接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为E5H3、确认读写命令的数据格式为：SDSADAFCFCSED其中SD为起始符，为10HSA为数据源地址DA为目的地址FC为功能码，取5CHFCS为SA+DA+FC的和的末字节ED为结束符，取16HPPI协议的软件编制在采

10、用上位机与PLC通讯时，上位机采用VB编程，计算机采用PPI电缆或普通的485串口卡与PLC的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循PPI协议格式，发出读写申请，PLC返回相应的数据。程序实现如下：1、串口初始化程序：MSComm1.CommPort=1MSComm1.Settings=9600,e,8,1MSComm1.InputLen=0MSComm1.RThreshold=1MSComm1.InputMode=comInputModeBinaryPPI协议定义串口为以二进制形式收发数据，这样报文的通讯效率比ASCII码高。2、串口读取数据程序，以读取VB100数据单元为例：DimS

11、tr_Read(0To32)定义发送的数据为字节为元素的数组。Str_Read(32)=&H16相应的数组元素赋值，按照以下格式：Str_Read(29)=(100*8)256地址为指针值，先取高位地址指针Str_Read(30)=(100*8)Mod256取低位地址指针Str_Read(24)=1读取的数据长度(Byte的个数)ForI=4to30Temp_FCS=Temp_FCS+Str_Read(i)NextIStr_Read(31)=Temp_FCSMod256计算FCS校验码，其它数组元素赋值省略。681B1B68206C32100000E004112A10201018403208B

12、16PLC返回数据E5后，确认读取命令，发送以下数据：10205C5E16然后上位机VB程序接受到以下数据：68161668028323000002050041FF408227816首先识别目标地址和源地址，确认是这次申请的返回数据，然后经过校验检查，正确后解析出第26号数据(&H22)即为VB100字节的数据。3、串口写入数据程序，以写VB100数据单元为例：DimStr_Write(0To37)定义发送的数据为字节为元素的数组。Str_Write(37)=&H16相应的数组元素赋值，按照以下格式Str_Write(35)=&H10要写入的数据值68202068207C32100000E05

13、5112A10201018403200408CB916PLC返回数据E5后，确认写入命令，发送以下数据：10205C5E16然后上位机VB程序接受到以下数据：68121268028323000002010051FF4716这是PLC正确接收并写入信息的返回数据。4、串口接收程序：在数据接收程序中，利用VB中MSComm控件，一次接收缓冲区中的全部数据,存放到数组形式的暂存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。DimRCV_Array()AsByteDimDis_ArrayAsStringDimRCV_LenAsLongRCV_Array=MSComm1.Input取出串口接收缓冲器的数

14、据。RCV_Len=UBound(RCV_Array)ReDimTemp(0ToUBound(RCV_Array)Fori=0ToRCV_LenDis_Array=Dis_Array&Hex(RCV_Array(i)&NextiText1.Text=Dis_Array接收到的数据送显示。在程序的读写过程中，一次最大可以读写222个字节，目前给出的数据读写为整数格式。数据类型Str_Read(27)S04HSM05HI81HQ82HM83HV84H以上程序，是以读写PLC的V变量区为例，利用PPI协议还可以读写S7-200PLC中的各种类型数据，包括Q、SM、M、V、T、C、S等数据类型，能够直

15、接读出以上变量中的位、字节、字、双字等，其中读位变量时，是读取该位所在的字节值，然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型，其中Str_Read(27)的值各不同：在控制系统中，PLC与上位计算机的通讯，采用了PPI通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次PLC。PLC编程时，将要读取的检测值、输出值等数据，存放在PLC的一个连续的变量区中，当上位机读取PLC的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作。二、中断处理、参数化、检查组态数据和从设备地址设置四种协议报文SPC3管理功能介绍在上面介绍的DP主站-从站服务中，诊断处理、

16、参数化、检查组态数据和从设备地址设置四种协议报文是必须了解的。3.2诊断处理(Dialog)当从设备发生异常，可以通过诊断报文来向主站传递相关信息，此信息是从设备主动发送的。标准的诊断信息有6个字节，而且用户可以在标准诊断信息之后加入设备相关的诊断信息，最长可扩展到244字节。SPC3在收到应用程序传过来的诊断数据后，并不是立刻发给主站。而是在当前的服务响应中置上标记，当主站收到这样的标记后，会在下个轮循周期内读取从站的诊断信息。3.3参数化（Parameter）参数化报文主要是主站用来设置从设备的工作参数。从站的参数化在DP系统的建立阶段首先完成，也可在用户数据交换模式中完成。除总线一般参数数据外，DP从站专用的参数（如：较高或较低限值）传送到每个DP从站。这些数据从主站参数集中的用户那里发送，此参数集缓存在主站中。标准的参数化信息是7个字节，根据需要用户最长可扩展到244个字节。3.4检查组态数据（CFG）此功能允许DP主站传送组态数据到DP从站以便检查。它们包括输入输出区域的范围，也包括关于数据连续性的信息。DP从站中的用户程序会对接收到的组态数据进行检查，将结果通知SPC3。组态数据的内容和长度跟从站中被组态的模块数和设备描述（GSD）文件中描述该模块的信息内容有关，例如，GSD文件中有如下模块描述信息：M