基于单片机的plc设计与实现 - 图文

东南大学硕士学位论文

操作数类型

标志符

表２．３指令的操作数类型

意义 输入元件（８） 线圈输出元件（８）

序号

第一操作数

Ｘ Ｙ Ｍ Ｃ Ｔ Ｐ Ｌ Ｄ Ｋ

００—旬７，１０ ００．－－０７，１０

中间继电器元件（６４） ００—．０７，１０－１７，…，７０～７７，

计数器元件（３２） 定时器元件（３２）

０－３１ Ｏ～３１ Ｏ～１５ ０～１５ ０—与００００ ０—６００００

比较器元件（１６） 网络标识元件（１６） 参数位于存储区域中

参数为立即数

第二操作数

如图２－６所示，上位机ＰＬＣ编程软件系统可以分为六个模块：项目管理模块、编辑模块、查错

模块、转化模块、编译模块、通信模块，其中，梯形图程序的编辑模块、梯形图与指令表程序的转

化模块、指令表程序的编译模块是软件的核心组成部分。

图２－６ ＰＬＣ编程软件系统的构成模块

项目管理模块用于管理用户编写的程序，包括梯形图、指令表、目标代码文件等；编辑模块用 于编辑梯形｜璺｜和指令表；查错模块用于对梯形图和指令表进行语法检查；转化模块用于实现梯形图

与指令表的转化：编译模块用于编译指令表语言，将其生成目标代码，下载到单片机中运行；通信

模块负责上下位机之间的通信，监控下位机的运行，实时跟踪下位机各资源的内部状态。各模块之 间的内部联系如图２．７所示。

ｌＯ

第２章总体设计 ｌ 程序编辑 开始

ｌｋ ＪＮ

编程语言转化

上 指令表编译

ｌ 下载

ｊ 程序运行

上 监控

图２．７各模块之间的关系

２．３．２．开发工具的选择

本文中的ＰＬＣ编程软件系统采用目前流行的面向对象设计的开发软件Ｖｉｓｕａｌ ｃ＋＋６．０进行设计，ＶＣ的面向对象技术，充分利用Ｃ＋＋语言的封装、继承、多态、重载和虚函数等特性，使代码和数据

分离，程序可扩充性好，易于维护。而且Ｖｃ＋＋６．０集成开发环境功能强大，在此环境下开发软件可 以达到事办功倍的效果。

２．４本章小结

本章对ＰＬＣ系统进行了总体分析。首先介绍了硬件电路的结构及下位机实现芯片的主要性能指 标，然后针对课题的主要任务，给出了梯形图和指令表的具体规范。根据结构化设计思想，将上位 机软件划分为不同的功能模块，并讨论了各模块的功能及模块之间的联系。

ＰＬＣ上位机编程软件系统的基本功能是协助用户完成应用程序的开发，例如创建用户程序，编 辑程序或修改原有的程序，对程序进行语法检查，将程序编译为下位机可执行的目标代码，监控下 位机的工作方式，查询资源的状态等等。本文采用模块化设计思想，将这些功能分别在模块中实现，

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第３章ＰＬＣ功能模块设计与实现

然后对模块进行连接调试。整个编程软件系统可分为工程管理模块，编辑模块，查错模块、转化模

块，编译模块，通信模块，各模块具体功能如下：

１）工程管理模块：以工程为单位对用户程序进行管理，同一个工程保存在同一个文件下，用

户可以新建、打开、修改、保存、关闭用户程序。为了提高系统的安全性，还可以对用户程序进行 加密，只有输入正确的用户名和密码，才可以打开程序。

２） 编辑模块：主要包括梯形图的编辑模块和指令表的编辑模块。其中，梯形图编辑模块主要

实现梯形图图元的选择、插入、删除、剪切、复制、粘贴等编辑操作及图元属性的设置与修改操作； 指令表编辑模块主要实现指令的输入、剪切、复制、粘贴等操作。

３） 梯形图和指令表的语法检查模块：检查编程语言错误，比如梯形图的短路，断路，桥路错 误，指令表的词法语法错误等，并弹出警告信息，将错误类型显示出来。

４） 梯形图与指令表的转化模块：梯形图程序直观、便于理解，指令表程序便于编译，通过转 化，实现梯形图程序与指令表程序的相互转化。

５）指令表的编译模块：对程序进行编译，生成目标代码，将其下载到下位机中运行。

６）通讯模块：制定上位机与下位机之间的串口通讯协议，按此协议米收发数据。通过通讯模

块，可以实现监控系统运行，查询各资源状态等功能。

３．１工程管理模块

ＰＬＣ编程软件系统的文件主要包括梯形图文件（．ｐｌｃｌａｄ），指令表文件（．ｐｌｃｉｎｓ）及目标代码文

件（．ｈｅｘ）。本文采用多文档视图结构来开发系统。所有的文件都保存在一个文件夹内，各文件与文

件夹同名。以ＭｙＴｅｓｔ工程为例，图３－ｌ为ＭｙＴｅｓｔ文件夹中的文件。

ｌ 卜 ％㈨盯：晕嘶汕 旺ｌ国：镌ｎ以ｄ“ ＤｏｃＩｎｚｔｒｕｃｔ Ｄｏｃｕ ｎ Ｍ 画霎 图３－Ｉ工程文件夹中的文件

工程管理模块主要负责文件的新建、打开、保存、另存为、关闭等操作。每新建一个工程，弹

出如图３．２所示的新建工程对话框，指定文件名，单击确定后，编程软件会自动创建一个文件夹， 来保存用户的程序。每一个用户稃序，在用户管理数据库中对应一条记录，用来保存用户信息。

图３．２新建Ｊ：程对话框

本文中的ＰＬＣ编程软件一次只能打开一个工程。若新建上程时，当前已有工程打开，则必须关 闭当前＿［程。新建上程的流程图如图３—３所示。

１２

第３章ＰＬＣ功能模块设计与实现

图３－３新建工程流程图

为安全起见，可以对用户程序进行加密设置，密码设置对话框如图３．４所示。当用户对程序进

行密码设置后，只有输入正确的用户名和密码才可以打开程序。图３－５为设置工程密码的程序流程 图。

幽３．４密码设置对话框