畢業(yè)論文-- 基于單片機的plc工控模塊的研究設(shè)計

1、<p>　　基于單片機的PLC工控模塊的研究設(shè)計</p><p><b>　　綜述</b></p><p>　　可編程序控制器是在繼電器控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種新型的工業(yè)控制裝置。它是將微型計算機、自動化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體，應用到工業(yè)控制領(lǐng)域的一種高可靠控制器。隨著現(xiàn)代社會生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的日益提高及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程

2、序控制器已成為當代工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要支柱，PLC 裝置已成為自動化系統(tǒng)的基本裝置。作為邏輯控制的控制器，它以其高可靠性,邏輯功能強大、體積小，可在線修程序，易于與計算機接口，能對模擬量進行控制等特點已廣泛應用于各種工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制領(lǐng)域。</p><p>　　目前，無論是從國外引進的自動化生產(chǎn)線，還是自行生產(chǎn)設(shè)計的自動控制系統(tǒng)；無論是新建工程項目，還是舊設(shè)備的技術(shù)改造，都可以看到PLC 的身影。作為通用工業(yè)控

3、制計算機，30 多年來，PLC 從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越?？删幊炭刂破饕殉蔀楣I(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備</p><p>　　長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因，在于它

4、能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 </p><p>　　與此同時，以單片機為核心構(gòu)成的控制器以各種各樣的形式滲透到人們的生產(chǎn)、生活、科研等各個領(lǐng)域，為人類帶來了滲透到各個領(lǐng)域的“智能”。 單片機是整個智

5、能控制器的核心，檢測和控制電路是單片機的外圍設(shè)備，單片機通過接口發(fā)出各種控制信息給檢測電路，以規(guī)定功能、啟動測量、改變工作方式等。當檢測電路完成一次測量后，單片機讀取測量數(shù)據(jù)，進行必要的加工、計算、變換等處理，最后以各種方式輸出，例如輸出給繼電器、輸出給系統(tǒng)的主控制器等。</p><p>　　利用單片機的生產(chǎn)PLC工控模塊，可以解決PLC工業(yè)控制上的幾大問題。第一，解決了PLC的開放性的難題，PLC 缺點之一就是

6、它的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的，如專用總線、通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議、I/O 模塊更互不通用，幾乎各公司的PLC 均互不兼容，同時，每一個PLC的生產(chǎn)廠家都有自己的PLC控制編寫語言，這讓可以科研人員在處理不同廠家的PLC控制器時都頭痛不已，但是利用單片機生產(chǎn)的PLC工控板則不會遇到此類問題，由于大部分科研人員都已熟練掌握了C語言、VB等編程語言，不存在修改編寫程序的障礙，因此，可以順利的調(diào)試下位機使其達到自己的控制要求，第二，解決了PL

7、C價格昂貴的問題，一些科研項目的建設(shè)完全沒有必要采用PLC、DCS等動輒幾萬甚至幾十萬元的控制系統(tǒng)作為一次性的試驗投入，在一些小的控制項目，完全可以用基于單片機的PLC工控模塊來代替，而且花費只是幾百元左右。</p><p>　　基于單片機的PLC控制器能執(zhí)行邏輯控制、順序控制、定時、記數(shù)等操作指令.與標準PLC的不同點是它屬于較直視操作的PLC，一般PLC在編程時常以號碼代替，單片機plc工控板則以C語言或匯編

8、語言進行編程方式導。單片機plc工控板功能強大，可取代復雜的繼電器組合，也可作為PLC市場的另一種選擇，還可頂替PLC控制不是非常復雜的運動過程 ，非常適合于作小型控制（如機床、樓宇控制、小型機械、廣告霓虹燈等），不但減省了產(chǎn)品的空間 也控制了產(chǎn)品的成本。</p><p>　　此次設(shè)計任務是設(shè)計一個基于單片機的PLC工控模塊，要求有信號輸入8個口（光電隔離），8個輸出口（6組繼電器2組雙向可控

9、硅），定時器2組，計數(shù)器2個，溫度檢測口1個，模擬量檢測口1個，PWM脈寬調(diào)制口1個，強制復位口1個，中斷控制口1個，高速脈沖輸出口2個，具有輸入輸出狀態(tài)指示。</p><p>　　單片機plc工控板特點是：從小系統(tǒng)做起 盡量精而小、容易上手,、施工簡單、對環(huán)境要求不高，；電源僅需使用一般整流濾波電源既可, 范圍在 9V-32V，使用感性負載, 如繼電器或是電磁閥(

10、0;油壓或是氣壓 )動作電流在0.35A以內(nèi)的，僅需使用”一般電阻”既可隨意從既有電源取用電源. ( 可參考I/O說明 )，可帶電拔插, 不會損壞, 方便省工，以一片單片機為核心，構(gòu)建一個簡單、實用、易用、可靠的單片機的工控硬件平臺。滿足哪些具有單片機基礎(chǔ)的工控技術(shù)人員使用，適用于哪些輸入輸點數(shù)小的控制場合，在小的應用場合完全可以代替小型的PLC，同時也具有PLC的一樣的靈活。

11、</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　單片機；PLC；工業(yè)控制</p><p>　　Based on the MCU PLC control module research and design</p><p><b>　　Summary </b></p>

12、<p>　　The programmable controller in the control relay is generated based on a new type of industrial control devices.It is a miniature computer, automation technology and communication technology com., applied to t

13、he industrial control field of a high reliable controller.With the development of modern social production development and technical progress, modern industrial production automation level increasing and the rapid develo

14、pment of microelectronic technology, programmable logic controller has </p><p>　　At present, whether it is from the introduction of automated production lines, or its own production design of the automatic c

15、ontrol system; whether it is new or old project, the technical reformation of equipment, can see the figure of PLC.As general industrial control computer, for over 30 years, PLC from scratch, to achieve the industrial co

16、ntrol field of logical connection to the storage logical leap; its function from weak to strong, realizes the digital control logic to control the progres</p><p>　　The use of single-chip production PLC indus

17、trial control module, can solve the PLC industrial control on several major problems.First, to solve the problem of PLC open, PLC defect is one of the soft, hardware structure of the system is a closed rather than open,

18、such as a dedicated bus, communication networks and protocols, I/O module are not common, almost every company PLC are incompatible with each other, at the same time, every PLC manufacturer have their own PLC control lan

19、guage, which allo</p><p>　　Based on single chip PLC controller can implement logical control, sequence control, timing, counting operation instruction and standard PLC different is that it belongs to a direc

20、t operation of the PLC, the general PLC in programming from time to time to number instead, SCM PLC control board by C language and assembly language programming guide.Singlechip PLC control board is powerful, can replac

21、e the complicated relay combination, but also can be used as PLC market is another option, but also </p><p>　　This design task is to design a PLC based on single chip processor control module, signal input r

22、equirements have 8 mouth (photoelectric isolation), 8 output ports (6 relay 2 groups of two-way silicon controlled rectifier), 2 groups of 2 timer, counter, temperature detecting port 1, imitate quantity examination mout

23、h 1, PWM pulse width modulation of mouth 1, a forced reset port 1, interrupt control port 1, high speed pulse output port 2, with input and output status indication.</p><p>　　Singlechip PLC control board is

24、characterized by: from start to finish and small system, easy to use, simple, construction, environmental requirements is not high, only the use of general rectifier; power supply power supply filtering can, in the range

25、 of 9V-32V, the use of inductive load, such as a relay or solenoid valve (hydraulic or pneumatic) action current in 0.35A or less, only the use of "general resistance" can move from both power and power. (see I

26、/O), can be charged and, without damag</p><p>　　Keywords Single chip microcomputer;PLC; Industrial control</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1選題背景</b></

27、p><p>　　近年來自動化控制領(lǐng)域日新月異，諸如PLC、DCS、PAC等控制系統(tǒng)層出不窮，但是諸如此類的控制系統(tǒng)的應用需要相對昂貴的成本，一方面為了方便客戶使用，控制系統(tǒng)生產(chǎn)廠家極力推行自己的編程語言，而在科研領(lǐng)域，大部分科研人員都已熟練掌握了C語言、VB等編程語言，一些科研項目的建設(shè)完全沒有必要采用PLC、DCS等動輒幾萬甚至幾十萬元的控制系統(tǒng)作為一次性的試驗投入。因此完全可以開發(fā)基于單片機構(gòu)成的工業(yè)控制采集系統(tǒng)

28、，成本不足千元，并且可以滿足相當一部分工業(yè)控制采集系統(tǒng)的需要</p><p>　　1.1.1 選題目的</p><p>　　工業(yè)控制目前是大有可為的領(lǐng)域之一。在各種各樣的工業(yè)現(xiàn)場觀察一下，幾乎沒有什么地方看不到工業(yè)自動化控制的設(shè)備。在這些設(shè)備中，往往大量應用PLC，從編程的角度來看，這些PLC所要完成的功能非常簡單，如果用單片機來實現(xiàn)其功能，那是輕而易舉的。如果一定要做一個明確的說明的話，

29、可以這么說：可能只要幾十個字節(jié)的程序量就能完成那些PLC所要完成的功能。如果你了解這臺機器的工作流程或者你就是這樣一臺機器的操作者，又略懂一些單片機，那么這樣的程序完全可以寫出來?？墒牵抢餂]有用到單片機，而是用的PLC，為什么呢？關(guān)鍵在于可靠性！工業(yè)現(xiàn)場的苛刻要求，不要說是初學者，就是富有經(jīng)驗的開發(fā)者，往往也覺得頭痛。一臺設(shè)備數(shù)十萬或更貴，設(shè)計者當然不愿意承擔風險去用單片機控制板，而是寧愿先用貴一些的PLC。但PLC畢竟是昂貴的，如果

30、有把握用單片機控制板來替代，肯定會有市場，這在一定程度上會大大減少研究經(jīng)費。單片機工業(yè)控制板就是為這樣的應用而度身定做的</p><p>　　本次設(shè)計的主要目標是學習和運用單片機的C語言和匯編語言，通過現(xiàn)有焊接已有器件，實現(xiàn)利用單片機STC12C5A60S2對繼電器的控制，并且可以通過接受收外接鍵盤輸入而在輸出端輸出不同信號?？梢詫崿F(xiàn)定時、計數(shù)以及對模擬量的檢測等多項功能。本次設(shè)計準備在成本交低廉的前提下完成，使

31、用的都是廉價的器件，主要是使用單片機STC12C5A60S2，性能指數(shù)都不是很高，通過該課題的設(shè)計掌握以STC12C5A60S2為核心的單片機系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)過程，同時掌握設(shè)計單片機工業(yè)控制板的開發(fā)設(shè)計流程；培養(yǎng)我們綜合運用所學的基本知識、基本理論和基本技能的能力，學習解決一般工程技術(shù)和有關(guān)專業(yè)問題的能力，學習工程設(shè)計和科學研究的基本方法，完成對所學知識的綜合訓練。</p><p>　　1.1.2 本課題的研究現(xiàn)

32、狀</p><p>　　隨著工業(yè)控制自動化的普遍應用，PLC控制器的使用量逐年增大。進口PLC模塊功能強大，基本滿足了各種需求。但其價格也相當昂貴。在一些小型化大量化應用場合一款廉價實用的PLC模塊具有很高的實用價值。單片機工業(yè)控制板就是為這樣的應用而度身定做的。不過，在工作現(xiàn)場中我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場很難發(fā)現(xiàn)有國產(chǎn)單片機設(shè)備的蹤影，尤其是介入控制部分的，幾乎都是國外的產(chǎn)品一統(tǒng)天下。在解決工業(yè)現(xiàn)場干擾嚴重、單片機系統(tǒng)工作

33、不可靠的問題上國內(nèi)有了一些經(jīng)驗，所做的一些產(chǎn)品、系統(tǒng)都能可靠地運行于各種工業(yè)應用現(xiàn)場。要能夠做好工控產(chǎn)品，關(guān)鍵是對控制對象的理解，同樣，工業(yè)品的抗干擾處理也是如此。</p><p>　　單片機用于工業(yè)設(shè)備控制的條件已成熟，具體有這樣的一些表現(xiàn)：　　1． 單片機開發(fā)工具日益成熟　　目前，手提電腦的價格已日漸平民化，二手手提電腦的價格更低，因此，將手提電腦帶到工業(yè)現(xiàn)場已不再是奢望。優(yōu)秀的單片機開發(fā)軟件如Keil的

34、出現(xiàn)使得 “軟件仿真＋寫片驗證”成為一種重要的開發(fā)方式?！　?．單片機的新特性也為其工業(yè)現(xiàn)場應用創(chuàng)造了條件　　目前，單片機的品種不斷增加，新的單片機加入了很多新特性，如內(nèi)部RAM、Flash、Rom的增加等，為高級語言的普遍使用創(chuàng)造了條件；幾乎都有ISP（在線編程）的功能，便于采用“軟件仿真＋寫片驗證”的開發(fā)方式，一條下載線即可解決問題；采用SST單片機更可實現(xiàn)在板仿真功能。 　　3． 一線工人素質(zhì)不斷提高　　很多一線工人有中職

35、、中專、大專甚至本科學歷，計算機的操作不成問題，有一些在學校中就學過一至二門的高級語言，甚至就學過C語言，因此，在掌握單片機的初步知識后，學習C語言編程不成為障礙?！　?．實時操作系統(tǒng)的普及也使得單片機開發(fā)更容易　　近年來，實時操作系統(tǒng)（RTOS）逐漸普及，加之單片機硬件價格的下降，使用操作系統(tǒng)編程不再是夢想。由于操作系統(tǒng)由</p><p>　　目前歐洲、美國的很多工業(yè)品都是很小的公司（也許就一、兩個人）做的

36、，每家公司只做一樣，但是在行業(yè)里做得最好。中國在這個領(lǐng)域已經(jīng)落后美國、歐洲10~20年</p><p>　　1.2 單片機的介紹</p><p>　　單片機又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無一例外是采用微控制器來實現(xiàn)的，所以家用電器是單片機應用最多的領(lǐng)域之一。它是家用電器實現(xiàn)智能化的心臟和大腦。由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中。而家用電器品種多

37、，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控制功能。單片機以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用電器的需求。單片機是一個單芯片形態(tài),面向控制對象的嵌入式應用計算機系統(tǒng)。它的出現(xiàn)及發(fā)展使計算機技術(shù)從通用型數(shù)值計算領(lǐng)域進入到智能化的控制領(lǐng)域.從此,計算機技術(shù)在兩個重要領(lǐng)域——通用計算機領(lǐng)域和嵌入式計算機領(lǐng)域都得到了極其重要的發(fā)展,并正在深深地改變著我們的社會。</p><p>　　1.2.1

38、單片機的結(jié)構(gòu)和特點</p><p>　　單片機的結(jié)構(gòu)特征是將組成計算機的基本部件集成在一塊晶體芯片上,構(gòu)成一臺功能獨特的,完整的單片微型計算機。單片機獨特的結(jié)構(gòu)決定了它具有如下特點：</p><p>　?。?）高集成度,高可靠性</p><p>　　單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的,內(nèi)部布線很

39、短,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機程序指令,常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞,許多信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。</p><p><b>　?。?）控制功能強</b></p><p>　　為了滿足對對象的控制要求,單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專門的控制功能。</p>&l

40、t;p>　?。?）低電壓,低功耗</p><p>　　為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～3.6V,而工作電流僅為數(shù)百微安。</p><p>　?。?）優(yōu)異的性能價格比</p><p>　　單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率,單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制,有的已可達到1

41、MB和16MB,片內(nèi)的ROM容量可達62MB,RAM容量則可達2MB.由于單片機的廣泛使用,因而銷量極大,各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉,其性能價格比極高。</p><p>　　1.2.2 單片機的應用范圍</p><p>　　由于單片機功能的飛速發(fā)展,它的應用范圍日益廣泛,已遠遠超出了計算機科學的領(lǐng)域.小到玩具,信用卡,大到航天器,機器人,從實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,過程控制,模糊控制等智能系

42、統(tǒng)到人類的日常生活,到處都離不開單片機.其主要的應用領(lǐng)域如下。</p><p>　　（1）在測控系統(tǒng)中的應用</p><p>　　單片機可以用于構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng),自適應控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。例如,工業(yè)上的鍋爐控制,電機控制,車輛檢測系統(tǒng),水閘自動控制,數(shù)控機床及軍事上的雷達,導彈系統(tǒng)等。</p><p>　　在智能化儀器儀表中的應用</p>&

43、lt;p>　　單片機應用于儀器儀表設(shè)備中促使儀器儀表向數(shù)字化,智能化,多功能化和綜合化等方向發(fā)展。單片機的軟件編程技術(shù)使長期以來測量儀表中的誤差修正,線性化的處理等難題迎刃而解。</p><p>　?。?）在機電一體化中的應用</p><p>　　單片機與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)合使傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,控制走向智能化,構(gòu)成新一代的機電一體化產(chǎn)品。這是機械工業(yè)發(fā)展的方向。</p>

44、;<p>　?。?）在智能接口中的應用</p><p>　　計算機系統(tǒng),特別是較大型的工業(yè)測控系統(tǒng)中采用單片機進行接口的控制管理,單片機與主機并行工作,可大大提高系統(tǒng)的運行速度。例如,在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,用單片機對模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口進行控制不僅可提高采集速度,還可以對數(shù)據(jù)進行預處理。如數(shù)字濾波,誤差修正,線性化處理等。</p><p>　?。?）在人類生活中的應用</p&

45、gt;<p>　　單片機由于其價格低廉,體積小巧,被廣泛應用在人類生活的諸多場合,如洗衣機,電冰箱,空調(diào)器,電飯煲,視聽音響設(shè)備,大屏幕顯示系統(tǒng),電子玩具,信用卡,樓宇防盜系統(tǒng)等.單片機將使人類的生活更加方便舒適,豐富多彩。</p><p>　　1.3 本課題的任務和要求</p><p>　　單片機主要用于計算機外設(shè)、實時控制、儀器儀表、通信和家用電器等各個領(lǐng)域，是計算機技術(shù)

46、和電子技術(shù)的綜合性應用，在不同應用場合其技術(shù)要求各不相同，因此設(shè)計方法和研制的步驟不完全一樣。單片機應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件是指MCU、存儲器、I/O接口和外設(shè)等物理器件的有機組合。軟件是指系統(tǒng)監(jiān)控程序的總稱。在開發(fā)的過程中，它們的設(shè)計不能完全分開，二者需要互相配合、不斷調(diào)整才能組成高性能的應用系統(tǒng)。單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)包括系統(tǒng)總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試等幾個階段，它們有時交叉進行。</p><p&

47、gt;　　1.3.1 系統(tǒng)設(shè)計任務</p><p>　?。?）系統(tǒng)總體設(shè)計任務</p><p>　　在進行系統(tǒng)設(shè)計之前，首先應根據(jù)對系統(tǒng)的功能要求及其應用環(huán)境等確定合理的、具體的功能和技術(shù)指標，對應用系統(tǒng)的可靠性、通用性、先進性、可維護性、以及成本等進行綜合考慮，以盡量合理并符合相應的標準。然后根據(jù)市場上各種單片機的貨源情況和單片機的性能及開發(fā)工具等因素選擇合適的機型。接下來要根據(jù)系統(tǒng)中可

48、能遇到的傳感器、模擬電路、I/O接口、存儲器和顯示器等器件和設(shè)備進行器件選擇，使之符合系統(tǒng)在精度、速度和可靠性等方面的要求。最后確定硬件和軟件的功能劃分。由于在系統(tǒng)設(shè)計中某些功能用硬件和軟件都能實現(xiàn)，在設(shè)計中應綜合考慮研制周期和成本等因素具體劃分軟硬件功能。</p><p>　?。?）系統(tǒng)硬件設(shè)計任務</p><p>　　硬件設(shè)計的任務是根據(jù)總體要求，在所選的MCU和各個元器件型號的基礎(chǔ)上

49、設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖，做一些必要的不見實驗。在硬件設(shè)計中，需要考慮系統(tǒng)總線的負載能力、系統(tǒng)擴展時的片選方式、模擬電路的速度和精度等，如需擴展存儲器則盡量用一片完成，這樣既降低了成本，又減小了線路板的面積，同時提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　?。?）系統(tǒng)軟件設(shè)計任務</p><p>　　單片機應用系統(tǒng)的軟件設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中最基本而且工作量較大的任務。與系統(tǒng)機上操作系統(tǒng)支持下的純軟件

50、不同，單片機的軟件設(shè)計是在裸機的條件下進行的，而且隨應用系統(tǒng)的不同而不同。在軟件中一般需考慮以下幾個方面：</p><p>　　根據(jù)要求確定軟件的具體任務細節(jié)，然后確定合理的軟件結(jié)構(gòu)。一般系統(tǒng)軟件的主程序和若干個子程序及中斷服務程序組成，詳細劃分主程序、子程序和中斷服務程序的具體任務，確定各個中斷的優(yōu)先級。主程序是一個順序執(zhí)行的無限循環(huán)的程序，不停地順序查詢各種軟件標志，以完成對事務的處理。在子程序和中斷服務程序

51、中，要考慮現(xiàn)場的保護和恢復，以及它們和主程序之間的信息交換方法。</p><p>　　程序的結(jié)構(gòu)用模塊化結(jié)構(gòu)，即把監(jiān)控程序分解為若干個功能相對獨立的較小的程序模塊分別設(shè)計，以便于調(diào)試。具體設(shè)計時可采用自底向上或自頂向下的方法。</p><p>　　在進行程序設(shè)計時，先根據(jù)問題的定義描述出各個輸入變量和輸出變量之間的數(shù)學關(guān)系，即建立數(shù)學模型，然后繪制流程圖，再根據(jù)流程圖用匯編語言進行具體程序

52、的編寫。</p><p>　　在程序設(shè)計完成后，利用相應的開發(fā)工具和軟件進行程序的匯編，生成程序的機器碼。</p><p>　?。?）系統(tǒng)的調(diào)試任務</p><p>　　在系統(tǒng)樣機的組裝和軟件設(shè)計完成以后，就進入系統(tǒng)的調(diào)試階段。應用系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法是相同的，但具體細節(jié)與采用的開發(fā)系統(tǒng)（即仿真器）及選用的單片機型號有關(guān)。調(diào)試的過程就是軟硬件的查錯過程，分為硬件調(diào)試

53、和軟件調(diào)試。</p><p>　　1.3.2 系統(tǒng)設(shè)計要求</p><p>　　STC12C5A60S2是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機。指令代碼完全與8051兼容，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。兩路PWM,,8路高速十位A/D轉(zhuǎn)換，通用的I/O口為44個，內(nèi)置看門狗程序。可以完成以下任務：</p><p>　　1

54、、定時器兩組、計數(shù)器兩組：由于完全兼容8051單片機，共有4個十六定時器，兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時/計數(shù)器，16位定時/計數(shù)T0與T1。再加上兩路PCA模塊可以實現(xiàn)定時計數(shù)功能。</p><p>　　2、溫度檢測口：十位精度ADC,共八路。</p><p>　　3、模擬量檢測口：A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達250K/S(每秒鐘25萬次)。</p>

55、<p>　　4、PWM脈寬調(diào)制口：P1.3、P1.4都可以作為脈寬調(diào)制輸出口。</p><p>　　5、強制復位口：內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（外部晶振12M以下時復位腳可以連接1k歐接地）。</p><p>　　6、中斷控制口：外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模 塊?，Power Down模式可由外部中斷喚醒?，INT0

56、/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0, CCP0/P1.3(也可通過寄存器設(shè)置到P4.2), CCP1/P1.4(也可通過寄存器設(shè)置到P4.3)。</p><p>　　7、高速脈沖輸出口：P4.2、P4.3可以作為高速脈沖輸出口。</p><p>　　1.4 系統(tǒng)解決的問題和擬采用的研究手段</p><p>　　本課題

57、主要是研究基于單片機的PLC工業(yè)控制軟硬件設(shè)計。首先要熟悉設(shè)計內(nèi)容，學習掌握單片機的使用方法；精確分析并設(shè)計出該控制系統(tǒng)的全部工作流程圖，確定輸入、輸出的名稱功能；設(shè)計系統(tǒng)軟件并在畫出PCB圖，實現(xiàn)全部功能，完成設(shè)計并撰寫畢業(yè)論文。</p><p>　　針對課題采取以下研究方法及步驟：</p><p>　?。?）各種元器件以及芯片的選擇 </p><p>　　（2）

58、硬件電路的設(shè)計</p><p>　　（3）用匯編語言完成軟件方面的設(shè)計</p><p>　?。?）結(jié)合電路對程序進行調(diào)試</p><p>　?。?）找出程序中的錯誤，改正這些錯誤</p><p><b>　　2系統(tǒng)的總體設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計思想</

59、b></p><p>　　本設(shè)計采用STC12C5A60S2其外圍擴展系統(tǒng)，軟件方面主要是應用C語言設(shè)計程序。系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為核心，配置相應的外設(shè)及接口電路，用C語言開發(fā)，組成一個具有多功能的plc工控板。該系統(tǒng)的軟件可運行于Windows XP環(huán)境下，硬件電路設(shè)計具有典型性。同時，本系統(tǒng)中任何一部分電路模塊均可移植于實用開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計中，電路設(shè)計具有實用性。</p>&

60、lt;p>　　2.2 系統(tǒng)的設(shè)計要求</p><p>　　基于單片機的PLC模塊設(shè)計要求最終完成以下功能設(shè)計：</p><p>　　1.信號輸入8個口（光電隔離）。2.8個輸出口（6組繼電器2組雙向可控硅）。3.定時器2組。4.計數(shù)器2個。5.程序運行顯示器1個。6.溫度檢測口1個。7.模擬量檢測口1個。8.PWM脈寬調(diào)制口1個。9.強制復位口1個。10.中斷控制口1個。 

61、11.高速脈沖輸出口2個。具有輸入輸出狀態(tài)指示。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的設(shè)計方案</p><p>　　由設(shè)計要求所要求的工控板具有的功能，可以有以下初步設(shè)計方案：工控板應具備1、具有電源指示；2、六路輸入光電隔離引入信號； 3、六路輸出光電隔離輸出控制繼電器； 4、標準的11.0592M晶振；（便于設(shè)置串口波特率）5、具有上電復位和手動復位；6、支持AT89SXX系列

62、單片機； 7、帶有掉電存儲功能，芯片24C08； 8、輸入八路具有LED指示；9、輸出八路具有LED指示。；10、六路12V繼電器控制，控制設(shè)備；11、可控制交流220V/10A一下設(shè)備；（最大控制設(shè)備2000W）12、具有串口通信功能(可以上位機控制)；13、單片機無加密，可插拔更換，帶有程序下載口，可隨意更改程序。</p><p>　　PLC工控板共有八路輸入，八路輸出，具有輸入對輸出一對一控制，第一次按下開

63、關(guān)，繼電器吸合，再次按下繼電器斷開。P3.3、P3.4為定時/計數(shù)端口，當兩個端口有信號輸入時時，單片機內(nèi)部開始定時/計數(shù)，當達到所要求的定時或計數(shù)值時，相應的繼電器閉合。P3.5為外部中斷口，P0.0，P0.1為模擬量檢測口，P0.2為PWM脈沖調(diào)制端口，P4.2、P4.3為高速脈沖輸出口，單片機自帶的RST端為強制復位端口</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p&

64、gt;<p>　　本章介紹了單片機工控板的選擇方案和元器件的論證，和主要的設(shè)計思想，以下幾章內(nèi)容都是圍繞這個思想和方案展開的。</p><p><b>　　3 元器件的介紹</b></p><p><b>　　3.1 單片機系統(tǒng)</b></p><p>　　3.1.1 STC12C5A60S2簡介&

65、lt;/p><p>　　STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機， 是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12 倍。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬次/秒),針對電機控制，強干擾場合，單片機引腳圖如圖3-1所示</p><p&

66、gt;　　圖3-1 單片機STC12C5A60S2</p><p>　　各個引腳功能說明如下：</p><p>　　P0.0 ~ P0.7 : P0 : P0口既可作為輸入/輸出口，也可作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用。當P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。當P0作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用時，是低8位地址線[A0~A7]，數(shù)據(jù)線的[D0~D7]。

67、</p><p>　　P1.0/ADC0/CLKOUT2 : 標準I/O口 PORT1[0] ADC 輸入通道-0獨立波特率發(fā)生器的時鐘輸出可通過設(shè)置WAKE_CLKO[2]位/BRTCLKO將該管腳配置為CLKOUT2 </p><p>　　P1.1/ADC1 :標準I/O口，ADC輸入通道。</p><p>　　P1.2/ADC2/ECI/RxD2第二串口數(shù)據(jù)

68、接收端PCA計數(shù)器的外部脈沖輸入腳</p><p>　　P1.3/ADC3/CCP0/TxD2 ：標準I/O口，ADC輸入通道外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出</p><p>　　P1.4/ADC4/CCP1/SS ：標準I/O口，ADC輸入通道外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出</p><p>

69、　　P1.5/ADC5/MOSI：標準I/O口 PORT1[5] ，ADC 輸入通道，SPI同步串行接口的主出從入(主器件的輸出和從器件的輸入) </p><p>　　P1.6/ADC6/MISO：標準I/O口 PORT1[6] ，ADC 輸入通道-6 ，SPI同步串行接口的主入從出(主器件的輸入和從器件的輸出) </p><p>　　P1.7/ADC7/SCLK ：標準I/O口 PORT

70、1[7] ADC 輸入通道-7 SPI同步串行接口的時鐘信號</p><p>　　P2.0 ~ P2.7 ：Port2: P2口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用(A8 ~ A15)。當P2口作為輸入/輸出口時，P2是一個8位準雙向口。</p><p>　　P3.0/RxD ：標準I/O口 PORT3[0] 串口1數(shù)據(jù)接收端</p><p&

71、gt;　　P3.1/TxD ：標準I/O口 PORT3[1] 串口1數(shù)據(jù)發(fā)送端</p><p>　　P3.2/INT0 ：標準I/O口 PORT3[2] ，外部中斷0,下降沿中斷或低電平中斷</p><p>　　P3.3/INT1：標準I/O口 PORT3[3] 外部中斷1,下降沿中斷或低電平中斷</p><p>　　P3.4/T0/INT/CLKOUT0 ：標準I

72、/O口 PORT，定時計數(shù)外部輸入</p><p>　　P3.5/T1/INT/CLKOUT1 ：標準I/O口 PORT3[5] 定時器/計數(shù)器1的外部輸入定時器1下降沿中斷定時器/計數(shù)器1的時鐘輸出可通過設(shè)置WAKE_CLKO[1]位/T1CLKO將該管腳配置為CLKOUT1 </p><p>　　P3.6/WR：標準I/O口 PORT3[6] 外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖</p>

73、<p>　　P3.7/RD：標準I/O口 PORT3[7] 外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖</p><p>　　P4.0/SS：標準I/O口 PORT4[0] SPI同步串行接口的從機選擇信號</p><p>　　P4.1/ECI/MOS：I標準I/O口 PORT4[1] PCA計數(shù)器的外部脈沖輸入腳SPI同步串行接口的主出從入(主器件的輸出和從器件的輸入) </p>&l

74、t;p>　　P4.2/CCP0/MISO ：標準I/O口 PORT4[2] 外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出，SPI同步串行接口的主入從出(主器件的輸入和從器件的輸出)</p><p>　　P4.3/CCP1/SCLK：標準I/O口 PORT4[3] 外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出，SPI同步串行接口的時鐘信號</p>

75、<p>　　P4.4/NA：標準I/O口 PORT4[4] </p><p>　　P4.5/ALE：標準I/O口 PORT4[5] 地址鎖存允許</p><p>　　P4.6/EX_LVD/RST2：標準I/O口 PORT4[6] 外部低壓檢測中斷/比較器</p><p>　　P4.7/RST： 復位腳</p><p>　　XTAL

76、1：內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。當直接使用外部時鐘源時，此引腳是外部時鐘源的輸入端。</p><p>　　XTAL2： 內(nèi)部時鐘電路反相放大器的輸出端，接外部晶振的另一端。當直接使用外部時鐘源時，此引腳可浮空，此時XTAL2實際將XTAL1輸入的時鐘進行輸出。</p><p><b>　　VCC ：電源正極</b></p><

77、;p>　　3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC12C5A60AD/S2系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口?(P1.7-P1.0)，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器,速度可達到250KHz(25萬次/秒)。8路電壓輸入型A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。上電復位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A

78、/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。STC12C5A60S2系列單片機ADC(A/D轉(zhuǎn)換器)的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2 A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC12C5A60S2系列單片機ADC由多路選擇開關(guān)、比較器、逐次比較寄存器、10位DAC、轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR構(gòu)成。</p><p&g

79、t;　　STC12C5A60S2系列單片機的ADC是逐次比較型ADC。逐次比較型ADC由一個比較器和D/A 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，通過逐次比較邏輯，從最高位(MSB)開始，順序地對每一輸入電壓與內(nèi)置D/A轉(zhuǎn)換器輸出進行比較，經(jīng)過多次比較，使轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量逐次逼近輸入模擬量對應值。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器具有速度高，功耗低等優(yōu)點。</p><p>　　從上圖可以看出，通過模擬多路開關(guān)，將通過ADC0~7的模擬量輸入送給比較器

80、。用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換的模擬量與本次輸入的模擬量通過比較器進行比較，將比較結(jié)果保存到逐次比較器，并通過逐次比較寄存器輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES和ADC_RESL，同時，置位ADC控制寄存器ADC_CONTR中的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標志位ADC_FLAG,以供程序查詢或發(fā)出中斷申請。模擬通道的選擇控制由ADC控制寄存器ADC_CONTR中的CHS2 ~ CHS0確定。ADC的轉(zhuǎn)

81、換速度由ADC控制寄存器中的SPEED1和SPEED0確定。在使用ADC之前，應先給ADC上電，也就是置位ADC控制寄存器中的ADC_POWER位。</p><p>　　當ADRJ=0時，如果取10位結(jié)果，則按下面公式計算: </p><p>　　10-bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[7:0], ADC_RESL[1:0]) = 1024 x Vin/

82、 Vcc </p><p>　　當ADRJ=0時，如果取8位結(jié)果，按下面公式計算: </p><p>　　8-bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[7:0])= 256 x Vin/ Vcc</p><p>　　當ADRJ=1時，如果取10位結(jié)果，則按下面公式計算: </p><p>　　10-bit A/D

83、Conversion Result:(ADC_RES[1:0], ADC_RESL[7:0]) = 1024 x Vin / Vcc</p><p>　　式中，Vin為模擬輸入通道輸入電壓，Vcc為單片機實際工作電壓，用單片機工作電壓作為模擬參考電壓。</p><p>　　3.1.3 中斷系統(tǒng)</p><p>　　中斷系統(tǒng)是為使CPU具有對外界緊急事件的處理能力而設(shè)

84、置的。STC12C5A60S2系列單片機提供了10個中斷請求源，它們分別是：外部中斷0(INT0)、定時器0中斷、外部中斷1(INT1)、定時器1中斷、串口1(UART1)中斷、A/D轉(zhuǎn)換中斷、低壓檢測(LVD)中斷、PCA中斷、串口2中斷及SPI中斷。所有的中斷都具有4個中斷優(yōu)先級。用戶可以用關(guān)總中斷允許位(EA/IE.7)或相應中斷的允許位來屏蔽所有的中斷請求，也可以用打開相應的中斷允許位來使CPU響應相應的中斷申請；每一個中斷源可

85、以用軟件獨立地控制為開中斷或關(guān)中斷狀態(tài)；每一個中斷的優(yōu)先級別均可用軟件設(shè)置。高優(yōu)先級的中斷請求可以打斷低優(yōu)先級的中斷，反之，低優(yōu)先級的中斷請求不可以打斷高優(yōu)先級及同優(yōu)先級的中斷。當兩個相同優(yōu)先級的中斷同時產(chǎn)生時，將由查詢次序來決定系統(tǒng)先響應哪個中斷。STC12C5A60S2系列單片機的各個中斷查詢次序如下表3-1所示：</p><p>　　表 3-1 中斷查詢次序表</p><p>　　3

86、.1.4 高速輸出模式</p><p>　　該模式中(下圖)，當PCA計數(shù)器的計數(shù)值與模塊捕獲寄存器的值相匹配時，PCA模塊的CCPn 輸出將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。要激活高速輸出模式，CCAPMn寄存器的TOGn,MATn和ECOMn位必須都置位</p><p>　　圖3-3 高速脈沖模式</p><p>　　CCAPnL的值決定了PCA模塊n的輸出脈沖頻率。當PCA時鐘源是S

87、YSclk/2時，輸出脈沖的頻率F為： </p><p>　　f = SYSclk / ( 4×CCAPnL ) </p><p>　　其中，SYSclk為系統(tǒng)時鐘頻率。由此，可以得到CCAPnL的值CCAPnL = SYSclk / ( 4×f ). </p><p>　　如果計算出的結(jié)果不是整數(shù)，則進行四舍五入取整，即</p>

88、<p>　　CCAPnL = INT (SYSclk / ( 4×f ) + 0.5 ) </p><p>　　其中，INT( )為取整運算，直接去掉小數(shù)。例如，假設(shè)SYSclk = 20MHz，要求PCA高速脈沖輸出125kHz的方波，則CCAPnL中的值應為： </p><p>　　CCAPnL = INT (20000000 / ( 4×125000 )

89、 + 0.5 ) = INT ( 40 + 0.5 ) = 40 = 28H</p><p>　　3.1.5脈寬調(diào)節(jié)模式</p><p>　　脈寬調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)是一種使用程序來控制波形占空比、周期、相位波形的技術(shù)，在三相電機驅(qū)動、D/A轉(zhuǎn)換等場合有廣泛的應用。STC12C5A60S2系列單片機的PCA模塊可以通過程序設(shè)定，使其工作于8位PWM模

90、式。PWM模式的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示</p><p>　　圖3-4 脈寬調(diào)節(jié)模式</p><p>　　由于所有模塊共用僅有的PCA定時器，所有它們的輸出頻率相同。各個模塊的輸出占空比是獨立變化的，與使用的捕獲寄存器[EPCnL,CCAPnL]有關(guān)。當寄存器CL的值小于[EPCnL, CCAPnL]時，輸出為低；當寄存器CL的值等于或大于[EPCnL,CCAPnL]時，輸出為高。當CL 的值由

91、FF變?yōu)?0溢出時，[EPCnH,CCAPnH]的內(nèi)容裝載到[EPCnL,CCAPnL]中。這樣就可實現(xiàn)無干擾地更新PWM。要使能PWM模式，模塊CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必須置位。</p><p>　　由于PWM是8位的，所以： PWM的頻率= PCA時鐘輸入源頻率/256 </p><p>　　PCA時鐘輸入源可以從以下8種中選擇一種：SYSclk， SYSclk/2，

92、 SYSclk/4，SYSclk/6， SYSclk/8，SYSclk/12,定時器0的溢出，ECI/P3.4輸入</p><p>　　3.1.6 定時/計數(shù)</p><p>　　STC12C5A60S2系列單片機有4個定時器，其中定時器0和定時器1兩個16位定時器，與傳統(tǒng)8051的定時器完全兼容，也可以設(shè)置為1T模式，當在定時器1做波特率發(fā)生器時，定時器0可以當兩個8位定時器用(另外2路

93、PCA/PWM可以再實現(xiàn)2個16位定時器)。</p><p>　　STC12C5A60S2系列單片機內(nèi)部設(shè)置的兩個16位定時器/計數(shù)器T0和T1都具有計數(shù)方式和定時方式兩種工作方式。對每個定時器/計數(shù)器(T0和T1)，在特殊功能寄存器TMOD中都有一控制位— C/T來選擇T0或T1為定時器還是計數(shù)器。定時器/計數(shù)器的核心部件是一個加法(也有減法)的計數(shù)器，其本質(zhì)是對脈沖進行計數(shù)。只是計數(shù)脈沖來源不同：如果計數(shù)脈沖

94、來自系統(tǒng)時鐘，則為定時方式，此時定時器/計數(shù)器每12個時鐘或者每1個時鐘得到一個計數(shù)脈沖，計數(shù)值加1；如果計數(shù)脈沖來自單片機外部引腳(T0為P3.4,T1為P3.5)，則為計數(shù)方式，每來一個脈沖加1。</p><p>　　當定時器/計數(shù)器工作在定時模式時，特殊功能寄存器AUXR中的T0x12和T1x12分別決定是系統(tǒng)時鐘/12還是系統(tǒng)時鐘/1(不分頻)后讓T0和T1進行計數(shù)。當定時器/計數(shù)器工作在計數(shù)模式時，對外

95、部脈沖計數(shù)不分頻。</p><p>　　定時器/計數(shù)器0有4種工作模式：模式0(13位定時器/計數(shù)器),模式1(16位定時器/計數(shù)器模式),模式2(8位自動重裝模式)，模式3(兩個8位定時器/計數(shù)器)。定時器/計數(shù)器1除模式3 外，其他工作模式與定時器/計數(shù)器0相同，T1在模式3時無效，停止計數(shù)。</p><p><b>　　24C08</b></p>

96、<p>　　3.2.1 24C08簡介</p><p>　　24C08是一個8K位串行CMOS EEPROM，內(nèi)部含有1024個8位字節(jié)。具有如下特性：與400KHz I2C 總線兼容，1.8 到6.0 伏工作電壓范圍，低功耗CMOS 技術(shù)寫保護功能，當WP為高電平時進入寫保護狀態(tài)，頁寫緩沖器自定時擦寫周期，1,000,000 編程/擦除周期，可保存數(shù)據(jù)100 年，8腳DIP、SOIC或TSSOP封裝，

97、溫度范圍包括商業(yè)級、工業(yè)級和汽車級。24c08引腳圖如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 24C08引腳圖</p><p><b>　　3.2.2管腳說明</b></p><p>　　A0、A1、A2:器件地址選擇，這些輸入端用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址。通過器件地址輸入端A0、A1和A2決定器件地址</p><p

98、>　　SDA:串行地址數(shù)據(jù)用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。SDA是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或。</p><p>　　SCL:串行時鐘為24C08串行時鐘輸入管腳，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。這是一個輸入管腳</p><p>　　WP：寫保護，第7腳WP為寫保護引腳。如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀；當WP管腳連接到Vss或懸空，允許

99、器件進行正常的讀/寫操作。</p><p><b>　　Vcc：工作電壓</b></p><p><b>　　Vss：地</b></p><p><b>　　3.2.3功能介紹</b></p><p>　　24c08支持I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議,I2C 總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳

100、送到總線的器件作為發(fā)送器,任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器.數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的.主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器,但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的模式，通過器件地址輸入端A0 A1 和A2 可以實現(xiàn)將最多,2 個24WC08 器件。</p><p>　　主器件通過發(fā)送一個起始信號啟動發(fā)送過程然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址8 位從器件地址的高4 位固定為1010 ,

101、接下來的3 位A2 A1 A0 為器件的地址位用來定義哪個器件以及器件的哪個部分被主器件訪問，從器件8 位地址的最低位作為讀寫控制位1 表示對從器件進行讀操作,0 表示對從器件進行寫操作在主器件。發(fā)送起始信號和從器件地址字節(jié)后，24c08監(jiān)視總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時響應一個應答信號,24c08再根據(jù)讀寫控制位(R/W) 的狀態(tài)進行讀或?qū)懖僮鳌?lt;/p><p><b>　　寫操作</b&g

102、t;</p><p>　　字節(jié)寫：在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息R/W 位置零給從器件。在從器件產(chǎn)生應答信號后，主器件發(fā)送24c08 的字節(jié)地址，主器件在收到從器件的另一個應答信號后再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲單元，24c08再次應答并在主器件產(chǎn)生停止信號后。開始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫在內(nèi)部擦寫過程中24c08不再應答主器件的任何請求。</p><p>　　頁寫： 24C08 可以

103、一次寫入16 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，頁寫操作的啟動和字節(jié)寫一樣不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號主器件被允許。發(fā)送(24C08：P=15) 個額外的字節(jié)每發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，24C08產(chǎn)生一個應答位并將字節(jié)地址低位加1 高位保持不變。如果在發(fā)送停止信號之前主器件發(fā)送超過P+1個字節(jié),地址計數(shù)器將自動翻轉(zhuǎn),先前寫入的數(shù)據(jù)被覆蓋。接收到P+1字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號后24C08啟動內(nèi)部寫周期將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)區(qū)所，有接收的數(shù)據(jù)在一個寫周期

104、內(nèi)寫入24C08。</p><p>　　讀操作：讀操作的初始化方式和寫操作時一樣，僅把R/W 位置為1 有三種不同的讀操作方式：立即地址、讀選擇讀和連續(xù)讀。</p><p>　　立即地址讀：24C08的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加1， 也就是說如果上次讀/寫的操作地址為N ,則立即讀的地址從地址N+1 開始。</p><p>　　選擇性讀：選擇性讀操作允許主

105、器件對寄存器的任意字節(jié)進行讀操作，主器件首先通過發(fā)送起始信號、從器件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個偽寫操作。在24C08應答之后主器件重新發(fā)送起始信號和從器件地址，此時R/W 位置1 ，24C08 響應并發(fā)送應答信號。然后，輸出所要求的一個8 位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應答信號但產(chǎn)生一個停止信號。</p><p>　　連續(xù)讀：連續(xù)讀操作可通過立即讀或選擇性讀操作啟動。在24C08發(fā)送完一個8 位字節(jié)數(shù)據(jù)，后