STM32版FX2N源码与原理图解析：C语言编译的PLC通信程序移植与应用指南

STM32版FX2N源码原理图PCB板(可直接移植) FX2N源码V3.8版的使用基本说明 编译语言C语言 FX2N源码V3.8版是根据三菱FX2N的PLC通信协议、通信命令以及基于STM32F103系列单片机上编写运行的程序可以直接利用三菱编程软件编写梯形图下载运行无需任何转换。 注1目前在STM32F103RD/STM32F103VC/STM32F103VD/STM32F103VE/STM32F103ZE测试通过 2本程序不完全支持所有梯形图指令如果需要其他的功能需要亲自己修改代码 编译环境Keil 4或者Keil5这年头用STM32复刻PLC的项目不少但能把三菱FX2N协议跑利索的真不多见。最近搞到个开源的FX2N_V3.8实现实测确实能用三菱的GX Works2直接下载梯形图这种无缝对接的骚操作必须得扒开代码看个明白。先看硬件配置原理图里STM32F103VE核心板外挂了SRAM和铁电存储器。重点在通信接口这块源码里用USART1实现了三菱的编程口协议void PLC_Comm_Init(void) { GPIO_InitTypeDef gpio; USART_InitTypeDef uart; // 485方向控制引脚 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); gpio.GPIO_Pin GPIO_Pin_8; gpio.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA, gpio); // 串口配置9600,8,N,1 USART_InitStructure.USART_BaudRate 9600; USART_InitStructure.USART_WordLength USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity USART_Parity_No; USART_Init(USART1, USART_InitStructure); }这段配置有个坑点——需要外接MAX485芯片做电平转换PCB文件里用的是PA8控制收发方向。实际调试时发现三菱编程软件对时序极其敏感在发送应答帧前必须精准切换方向否则分分钟握手失败。指令解析是核心部分项目里用状态机处理梯形图逻辑。比如处理MOV指令的代码段void Handle_MOV(uint16_t operand[]) { uint16_t src operand[0]; // 源操作数地址 uint16_t dest operand[1]; // 目标地址 uint16_t val GetRegister(src); if(dest D_MAX_ADDR) { // 数据寄存器范围检查 SetRegister(dest, val); UpdateIOFlag(dest); // 触发IO更新标志 } else { ExceptionHandler(ERR_ADDRESS); } }这里有个取巧的设计——用GetRegister/SetRegister统一管理寄存器访问不管是X/Y物理IO还是D/M软元件都走这套接口。实测发现处理速度比预期快毕竟STM32F103的72MHz主频对PLC逻辑来说绰绰有余。STM32版FX2N源码原理图PCB板(可直接移植) FX2N源码V3.8版的使用基本说明 编译语言C语言 FX2N源码V3.8版是根据三菱FX2N的PLC通信协议、通信命令以及基于STM32F103系列单片机上编写运行的程序可以直接利用三菱编程软件编写梯形图下载运行无需任何转换。 注1目前在STM32F103RD/STM32F103VC/STM32F103VD/STM32F103VE/STM32F103ZE测试通过 2本程序不完全支持所有梯形图指令如果需要其他的功能需要亲自己修改代码 编译环境Keil 4或者Keil5移植时要注意的硬件差异主要集中在IO映射。比如在IO_Config.c里有这么一段const X_IO_MAP x_map[16] { {GPIOB, GPIO_Pin_0}, // X0 {GPIOB, GPIO_Pin_1}, // X1 //... 省略其他输入点配置 }; const Y_IO_MAP y_map[16] { {GPIOC, GPIO_Pin_12}, // Y0 {GPIOC, GPIO_Pin_11}, // Y1 //... 输出点配置 };如果目标板子的外设引脚不同改这里比改全局宏定义更安全。之前有个老哥直接把PCB的GPIO定义全改成自己的开发板结果下载后输出点全乱排查半天才发现Y7接的引脚被复用成SWD接口了...项目里最骚的操作是模拟了FX2N的RUN/STOP开关。源码里用按键长按实现模式切换void Check_Mode_Switch(void) { static uint8_t last_state 1; if(KEY_RUNSTOP_GPIO-IDR KEY_RUNSTOP_PIN) { if(last_state 0) { // 释放检测 if(key_press_time 2000) { // 长按2秒切换模式 plc_mode (plc_modeRUN_MODE)?STOP_MODE:RUN_MODE; SetStatusLED(); } key_press_time 0; } last_state 1; } else { last_state 0; key_press_time PLC_SCAN_TIME; // 累计按下时间 } }这种软硬结合的设计让调试方便不少实测长按响应比原厂PLC还灵敏估计是STM32的时钟精度带来的意外收获。虽然源码已经实现了大部分基础指令但像PID、高速计数器这些高级功能确实需要自己补全。比如项目里的定时器中断服务函数留了扩展口子void TIM3_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) ! RESET) { // 基础定时任务 SysTimer; // 用户自定义硬件定时任务钩子 if(usr_timer_hook) usr_timer_hook(); TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); } }想加高速脉冲计数的话可以在这里挂接自己的编码器处理函数。之前见过有人在这个钩子里实现了四路200kHz的AB相计数STM32的性能果然还是能榨出不少油水。最后说下移植到其他STM32型号的注意事项。虽然源码支持多个F103型号但换到F4系列的话要改启动文件和时钟配置。尤其是HSE_VALUE的定义F103用8MHz外部晶振而F4开发板常见25MHz不改的话分频系数算错直接启动失败。