基于單片機的PLC設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、可編程控制器簡稱PC或PLC，是以微處理器為核心，綜合了自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，已經(jīng)廣泛應用到工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。PLC編程工具是開發(fā)應用、檢查維護PLC以及監(jiān)控系統(tǒng)運行不可缺少的外部設(shè)備，其發(fā)展趨勢是使用個人計算機，由PLC廠家提供程序開發(fā)軟件。 本課題的主要任務是開發(fā)出一個符合IEC61131-3國際標準的新型PLC系統(tǒng)。在研究、分析知名PLC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的需求進行了分

2、析。下位機以STC12C5408AD單片機作為核心控制芯片來開發(fā)，上位機編程軟件在PC機上實現(xiàn)。上位機編程軟件選擇梯形圖和指令表作為編程語言，采用模塊化設(shè)計方法，整個系統(tǒng)按功能劃分為梯形圖和指令表編輯模塊、語法檢查模塊、梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)化模塊、指令表編譯模塊、上下位機通信模塊等5個模塊。 梯形圖是一種圖形化語言，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言類似的助記符表達式。通過分析梯形圖和

3、指令表語言的特點，充分利用面向?qū)ο笳Z言的特性來設(shè)計梯形圖圖元類，并以雙向鏈表來保存梯形圖。 針對梯形圖和指令表的編輯過程中有可能出現(xiàn)的錯誤，系統(tǒng)設(shè)計了語法檢查模塊，該模塊根據(jù)編程規(guī)則對程序進行詞法、語法和邏輯檢查，將錯誤信息顯示出來。 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，為方便用戶使用，系統(tǒng)設(shè)計了梯形圖和指令表的轉(zhuǎn)化模塊。該模塊以AOV圖和二叉樹為中間結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)造二叉樹和對其進行遍歷，實

4、現(xiàn)梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)化。 編程語言不能直接被下位機識別，指令表編譯模塊負責將指令轉(zhuǎn)化為目標代碼。考慮到設(shè)計一個編譯系統(tǒng)的復雜性，本文實現(xiàn)時先將指令表轉(zhuǎn)化為C51程序，再調(diào)用keil編譯器將C程序轉(zhuǎn)化為目標文件，通過單片機專用編程器將程序下載到硬件電路。 通信模塊使上下位機之間按照約定的通訊協(xié)議來交換數(shù)據(jù)，因此上位機可以監(jiān)控下位機的運行狀態(tài)、查詢下位機資源的狀態(tài)、強制設(shè)置資源狀態(tài)等。 整個編程軟件在Visual C