基于单片机的plc设计与实现 - 图文

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第２章总体设计

２．２．２．电路硬件设计

本文中下位机主要功能是测试上位机编辑、编译转化而来的目标文件是否能够正确执行，硬件 设计不是讨论的主要部分。根据ＰＬＣ的基本结构，设计下位机的电路结构如图２－４所示“…，电路主

要包括ＣＰＵ芯片、开关量输入输出、Ａ／Ｄ输入、ＲＳ２３２通讯接口等部分。

图２．４电路硬件结构图

２．３软件设计

２．３．１．系统需求

本课题主要任务是根据ＩＥＣ６１ １３１．３标准所提供的工业控制软件国际标准，设计一个ＰＬＣ编程软件开发平台。在充分研究了知名ＰＬＣ编程软件产品的基础上，确定系统的初步设计目标为针对开 关量基本逻辑控制需要，实现基本的与、或逻辑，定时，计数等功能。

ＰＬＣ五种编程语言中，梯形图和指令表使用比较广泛，因此本论文在实现时，首先实现梯形图 和指令表两种编程语言，其他的编程方式预留以后扩展。

图２－５梯形图图元库结构

梯形图是一种图形语言，可以看作是由梯形图图元和连接符组成的。针对课题的实现目标设计

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东南大学硕士学位论文

梯形图的图元库，如图２．５所示。梯形图图元库由图元、连接符和注释组成，其中梯形图图元分为

触点类图元、指令类图元、线圈类图元。触点类图元主要包括常开触点图元、常闭触点图元、上升

沿触点图元、下降沿触点图元；指令类图元主要包括反向逻辑图元、跳转图元、网络标识图元；线 圈类图元包括输出线圈图元、定时器图元，计数器图元、复位图元、比较器图元。连接符包括横线

连接符和竖线连接符。各图元的符号见表２．１。

表２．１梯形图图元

元件名番 工具栏圈标

梯形图圈符

注释

Ｚ

¨ｔｔ

ｗ。ｏ?；ｉ，一

常开触点

一卜－ ∞０ ——＿卜一

常闭－女点

寸仁 —＿｛和功Ｏ 上升沿鲢点

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下降沿触点

－ｕ卜 脚

—一山｝一 反向逻辑

３● 弋． 值钱

竖线

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定时器

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计数器 田 肋

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同路标识

—囡 ［】１．画０ 复位

ｎ —因 叫翼＝］ 删除元件

—：兴｝

删除竖线

）Ｉ（ 指令表是一种与汇编语言类似的助记符编程表达式，每一条指令由指令码和操作数组成，用回 车换行符分隔，一条指令占一行。其中，指令码表示操作类型，操作数表示操作对象，指令码与操 作数之间，操作数与操作数之间用空格键分开。本课题主要针对基本逻辑进行控制，目前本文中的 指令系统共包含２９条指令。按照操作数的个数可分为无操作数指令、单操作数指令、双操作数指令、 多操作数指令，其中无操作数指令包括块与指令、块或指令、反向指令、结束指令：单操作数指令 包括逻辑开始指令、与指令、或指令、输出指令、跳转指令；双操作数指令包括定时器指令、计数 器指令；多操作数指令包括比较器指令。各指令具体格式见表２．２。

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第２章总体设计

指令 类型 无

指令码

ＡＮＢ ｏＲＢ ＩＮＶ ＮｏＰ 表２．２指令格式

操作数

功能 块与指令 块或指令

空

反向逻辑指令

空指令 结束指令 网络标识指令 常开触点逻辑开始指令 常闭触点逻辑开始指令 上升沿触点逻辑开始指令 下降沿触点逻辑开始指令 常开触点逻辑与指令 常闭触点逻辑与指令 上升沿触点逻辑与指令 下降沿触点逻辑与指令 常开触点逻辑或指令 常闭触点逻辑或指令 上升沿触点逻辑或指令 下降沿触点逻辑或指令

跳转指令

线圈输出指令

无复位延迟导通定时器输出指令 无复位延迟关断定时器输出指令 带复位延迟导通定时器输出指令 带复位延迟关断定时器输出指令 无复位递增计数器输出指令 无复位递减计数器输出指令 带复位递增计数器输出指令 带复位递减计数器输出指令

比较输出指令

操

作

数

指 令

ＥＮＤ Ｌ ＬＤ ＬＤＩ ＬＤＰ

图元类型＋图元序号

篮

ＬＤＦ ＡＮＤ ＡＮＩ 操

作 数

指

令

ＡＮＤＰ

ＡＮＤＦ

ＯＲ ＯＲＩ ｏＲＰ ＯＲＦ 图元类型＋图元序号

ＪＭＰ ＯＵＴ ＴｏＮ

图元类型＋图元序号

图元类型＋图元序号

双

操

作 数 指 令

第一操作数： 图元类型＋图元序号

ＲＴｏＮ 第二操作数： ＲＴＯＦ存储区域＋存储值

ＴｏＦＦ Ｆ ＣＮＴ ＤＣＮＴ 第一操作数： 图元类型＋图元序号

．ＲＣＮＴ 第二操作数： ＲＤＣＮ存储区域＋存储值 第一操作数： 图元类型＋图元序号

比

Ｔ ＣⅣｍ 第二操作数： 令 存储区域＋存储值

第三操作数： 存储区域＋存储值

上表中，ＰＬＣ指令系统的操作数有两类，一类表示图元属性中的元件性质及元件编号，格式为： 图元类型＋图元序号，另一类表示图元的预设参数值，格式为：存储区域＋预设值。指令操作数的具 体定义见表２．３。 较 指

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