基于單片機(jī)的PLC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、可編程控制器簡(jiǎn)稱PC或PLC，是以微處理器為核心，綜合了自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。PLC編程工具是開(kāi)發(fā)應(yīng)用、檢查維護(hù)PLC以及監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行不可缺少的外部設(shè)備，其發(fā)展趨勢(shì)是使用個(gè)人計(jì)算機(jī)，由PLC廠家提供程序開(kāi)發(fā)軟件。 本課題的主要任務(wù)是開(kāi)發(fā)出一個(gè)符合IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新型PLC系統(tǒng)。在研究、分析知名PLC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分

2、析。下位機(jī)以STC12C5408AD單片機(jī)作為核心控制芯片來(lái)開(kāi)發(fā)，上位機(jī)編程軟件在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)編程軟件選擇梯形圖和指令表作為編程語(yǔ)言，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，整個(gè)系統(tǒng)按功能劃分為梯形圖和指令表編輯模塊、語(yǔ)法檢查模塊、梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)化模塊、指令表編譯模塊、上下位機(jī)通信模塊等5個(gè)模塊。 梯形圖是一種圖形化語(yǔ)言，以圖元表示元件，以圖元之間的位置關(guān)系表示元件之間的連接，而指令表是一種與匯編語(yǔ)言類似的助記符表達(dá)式。通過(guò)分析梯形圖和

3、指令表語(yǔ)言的特點(diǎn)，充分利用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的特性來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖圖元類，并以雙向鏈表來(lái)保存梯形圖。 針對(duì)梯形圖和指令表的編輯過(guò)程中有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)法檢查模塊，該模塊根據(jù)編程規(guī)則對(duì)程序進(jìn)行詞法、語(yǔ)法和邏輯檢查，將錯(cuò)誤信息顯示出來(lái)。 梯形圖形象、直觀，便于理解，指令表鍵入方便，編程靈活，兩者各有優(yōu)勢(shì)，為方便用戶使用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了梯形圖和指令表的轉(zhuǎn)化模塊。該模塊以AOV圖和二叉樹(shù)為中間結(jié)構(gòu)，通過(guò)構(gòu)造二叉樹(shù)和對(duì)其進(jìn)行遍歷，實(shí)

4、現(xiàn)梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)化。 編程語(yǔ)言不能直接被下位機(jī)識(shí)別，指令表編譯模塊負(fù)責(zé)將指令轉(zhuǎn)化為目標(biāo)代碼?？紤]到設(shè)計(jì)一個(gè)編譯系統(tǒng)的復(fù)雜性，本文實(shí)現(xiàn)時(shí)先將指令表轉(zhuǎn)化為C51程序，再調(diào)用keil編譯器將C程序轉(zhuǎn)化為目標(biāo)文件，通過(guò)單片機(jī)專用編程器將程序下載到硬件電路。 通信模塊使上下位機(jī)之間按照約定的通訊協(xié)議來(lái)交換數(shù)據(jù)，因此上位機(jī)可以監(jiān)控下位機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、查詢下位機(jī)資源的狀態(tài)、強(qiáng)制設(shè)置資源狀態(tài)等。 整個(gè)編程軟件在Visual C