基于SO8單片機(jī)的工業(yè)控制板的設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中，可編程序控制器(PLC)已經(jīng)發(fā)展成為自動控制中的重要設(shè)備。隨著計算機(jī)和半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)控制產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到一個追求個體化、差異化的設(shè)計階段，對成本的控制和特殊功能需求等方面的要求越來越高。而單片機(jī)系統(tǒng)也正是面向這些個性化需求的產(chǎn)品，并且單片機(jī)系統(tǒng)在成本的控制上顯得更加靈活。經(jīng)過資料分析發(fā)現(xiàn)，在性能比較簡單的控制系統(tǒng)中大多采用8位微控制器作為控制中心，因此，作者協(xié)議設(shè)計一款基于8位單片機(jī)的工業(yè)控制板。

2、　　 首先要完成的是工業(yè)控制板硬件電路的設(shè)計，本設(shè)計選用Freescale公司的S08系列單片機(jī)作為主控芯片。在系統(tǒng)的硬件設(shè)計過程中，首先，為了保留傳統(tǒng)PLC的多點(diǎn)輸入和多點(diǎn)輸出控制的要求，在硬件上專門設(shè)計了輸入和輸出處理電路，例如采用光電隔離的數(shù)字量輸入電路、帶過壓保護(hù)的模擬量輸入電路和繼電器輸出電路等。其次，考慮到其適用的應(yīng)用領(lǐng)域，利用單片機(jī)本身的通用串行口UART設(shè)計了一個全電氣隔離的RS-485通信接口。此外，還利用單片機(jī)內(nèi)部

3、集成的IIC擴(kuò)展了EEPROM(32Kb)和RTC，其中EEPROM可用來存儲控制過程中的配置參數(shù)。最后，考慮到后續(xù)可能還會加入某些控制功能，在硬件設(shè)計上還預(yù)留了一個SPI接口，以方便后續(xù)增加某些功能。
　　 其次是工業(yè)控制板系統(tǒng)軟件的設(shè)計，系統(tǒng)軟件的設(shè)計工作主要包括硬件驅(qū)動程序的設(shè)計和Modbus通信協(xié)議的移植。硬件驅(qū)動程序包括硬件上所有模塊的驅(qū)動程序，主要為上層軟件提供設(shè)備的操作接口。在硬件上可以通過RS-485通信接口構(gòu)成

4、通信網(wǎng)絡(luò)，然后通過Modbus通信協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)工控板與外界信息的交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集中控制的功能。在系統(tǒng)軟件的設(shè)計過程中，要充分考慮到軟件的靈活性和復(fù)用性，在設(shè)計完成之后將所有的軟件封裝成庫文件，用戶只需要通過調(diào)用各個模塊提供的靈活易用的API函數(shù)即可完成開發(fā)工作。
　　 為了提高系統(tǒng)的可靠性，本文還分別從硬件和軟件兩個方面對系統(tǒng)的抗干擾措施進(jìn)行了研究。最后，結(jié)合實(shí)際的案例來完成設(shè)計的系統(tǒng)測試。從功能上來說，基于單片機(jī)的工業(yè)控制板相