記得兩年前剛開始從事軟件開發(fā)工作時，第一份任務就是開發(fā)一個程序能夠?qū)崿F(xiàn)與三菱plc 串口通信。所謂通信，其實質(zhì)主要是對plc 的d寄存器（dword）讀寫操作。但是因為日本為了保護其產(chǎn)品，并不開發(fā)串口通信協(xié)議。在不開發(fā)通信協(xié)議的情況，如果想實現(xiàn)通信，首先需要做的便是通過數(shù)據(jù)分析，破解其通信協(xié)議。這里就不講解如何破解了，主要是介紹下當時博主開發(fā)程序的背景。
小編寫這篇文章的主要目的是為了分享過去自己的開發(fā)經(jīng)驗，因為自己在開發(fā)的過程中曾經(jīng)接受過很多開源軟件的幫助，現(xiàn)在這是轉入正題。
涉及字節(jié)流數(shù)據(jù)通信，必然要涉及通信協(xié)議。鑒于當時的開發(fā)需求，博主僅對d寄存器的讀寫協(xié)議分析過。其他寄存器理論上是相似，有興趣的同學可以自行分析數(shù)據(jù)進行測試。
d寄存器的通信協(xié)議相對比較簡單，主要可以分為：
1.問候應答協(xié)議
2.狀態(tài)查詢協(xié)議
3.狀態(tài)配置協(xié)議
4.數(shù)據(jù)反饋協(xié)議
在plc通信過程中主要的三個難點在于寄存器的加密解密，數(shù)據(jù)信息加密和解密，以及字符的校驗。
寄存器地址加密過程：
《span style=“font-size:18px;”》void plc_dataparse：：encrypt_toplcaddress（ byte *parray ， const uint paddress ）
{
int encode_address = 0x1000 + paddress * 2;
byte encrypt_key = encode_address & 0xf;
parray［3］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （encode_address 》》 4） & 0xf;
parray［2］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （encode_address 》》 8） & 0xf;
parray［1］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （encode_address 》》 12） & 0xf;
parray［0］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
}
《/span》
數(shù)據(jù)信息的加密過程：
《span style=“font-size:18px;”》void plc_dataparse：：encrypt_toplccontent（ byte * parray ， const uint pcontent ）
{
byte encrypt_key = pcontent & 0xf;
parray［1］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （pcontent 》》 4） & 0xf;
parray［0］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （pcontent 》》 8） & 0xf;
parray［3］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （pcontent 》》 12） & 0xf;
parray［2］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
}
《/span》
添加校驗碼：
《span style=“font-size:18px;”》void plc_dataparse：：add_checkcode（ byte * pdest ， byte * psrc ， const uint plenth ）
{
int sumtemp = 0;
for （ unsigned int i = 0; i《 plenth; i++）
{
sumtemp += （*（psrc + i））;
}
byte encrypt_key = sumtemp & 0xf; // get low 4 bit
pdest［1］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
encrypt_key = （sumtemp 》》 4） & 0xf; // get high 4 bit
pdest［0］ = （encrypt_key《10） ？ （encrypt_key + 0x30） ： （encrypt_key + 0x41 - 0xa）;
}
《/span》
提取數(shù)據(jù)信息：
《span style=“font-size:18px;”》double plc_dataparse：：get_content（ byte *parray ， uint plenth ）
{
byte dl_data［4］;
byte pre_data［4］;
double pow_numb;
for （int j = 0; j《4; j++） //剔除雜碼
{
pre_data［j］ = parray［j + 1］;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
dl_data［1］ = （pre_data［0］《0x40） ？ （pre_data［0］ - 0x30） ： （pre_data［0］ - 0x41 + 0x0a）;
dl_data［0］ = （pre_data［1］《0x40） ？ （pre_data［1］ - 0x30） ： （pre_data［1］ - 0x41 + 0x0a）;
dl_data［3］ = （pre_data［2］《0x40） ？ （pre_data［2］ - 0x30） ： （pre_data［2］ - 0x41 + 0x0a）;
dl_data［2］ = （pre_data［3］《0x40） ？ （pre_data［3］ - 0x30） ： （pre_data［3］ - 0x41 + 0x0a）;
for （int i = 0; i《4; i++）
{
dl_data［i］ = dl_data［i］ & 0xf;
}
pow_numb = dl_data［3］ * pow（16.0， 3.0） + dl_data［2］ * pow（16.0， 2.0） + dl_data［1］ * 16 + dl_data［0］;
return pow_numb;
}
《/span》
校驗接受數(shù)據(jù)校驗碼：
int plc_dataparse：：check_checkcode（ byte *parray ， uint plenth ）
{
int error_code = plc_success;
const int legal_lenth = 8; //the define legal lenth
if （plenth ！= legal_lenth）
{
error_code = plc_crcerror;
return error_code;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//check code
else
{
byte *pbyte = new byte［2］;
// split out head mark ， tail check out
add_checkcode（&pbyte［0］， &parray［1］， plenth - 3）; //calculate the check code
for （int j = 0; j《2; j++）
{
if （pbyte［j］ ！= parray［plenth - 2 + j］）
{
error_code = plc_crcerror;
break;
}
}
// release the pointer and it‘s stack
delete pbyte;
pbyte = null;
return error_code;
}
}
上述代碼是使用plc窗口通信的最大的難點。一旦掌握幾大難點，基本plc的串口通信就很簡單了。
另附上一份當時自己開發(fā)的三菱plcd寄存器調(diào)試程序。
備注：該調(diào)試工具僅支持xp系統(tǒng)