基于c8051f单片机的嵌入式plc系统的研究

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1、嵌入式系统一《电气自动化)2009年第31卷第3期ControlTheory&Apply基于C8051F单片机的嵌入式PLC系统的研究ResearchonEmbeddedPLCSystemBasedonC8051F中国石油大学(华东)信息与控制工程学院(山东东营257061)高春侠张磊(ChinaUniveni~ofPetroleum,CollegeofInformationandControlEngineering,DepartmentofElectricEngineering,DongyingShandon

2、g257061，China)GaoChunxiaZhangLei摘要：主要介绍基于C8051F020单片机嵌入式PLC的开发，它以C8051F020为中央处理单元，与数字输入、输出，模拟输入、输出，串行通讯等外围电路共同构成嵌入式PLC的硬件系统，通过对通用PLC的工作原理进行分析，编写系统程序，最终能够解释、执行梯形图程序，实现PLC的循环扫描、数字输入输出、模拟输入输出、定时器等功能。通过介绍这个开发过程，向读者提供一种嵌入式PLC的设计思路。关键词：PLC单片机嵌入式系统嵌入式PLCAbstract：Th

3、epapermainlyintroducesthedevelopmentoftheembeddedtypePLCbasedontheC8051F020microprocessorwhichistheCPUoftheembeddedPLC，andthedigitalI／O，analogueI／0andtheserialcommunicationtogetherconstitutethehardwaresystemofPLC．ThroughanalyzingtheworkprincipleofthegeneralP

4、LC，designingthesystemprogramtorealizePLCFunctions．ThepapermainlyprovidesadesignideaofembeddedProgrammableLogicDevicesthroughtheintroductionofthedevelopmentprocess．Keywords：PLCMicroprocessorembeddedsystemembeddedtypePLC【中图分类号]TP273[文献标识码】B[文章编号】1000—3886(2009

5、)03．0055．031引言可外扩至64kB)、59个I／O口、含有模拟多路选择器、可编程增益PLC因其自身的优点在自动控制过程中受到广泛的青睐，承放大器12位ADC(速度lOOkb／S)、DAC、3路模拟比较器、内部电压担着重要角色。由于PLC的梯形图语言简洁、直观且面向工艺流基准等。由于C8051FXXX的高集成度，因而无需外扩ROM、程的特点，使控制装置中的硬件管理和面向控制流程分离。RAM、A／D、D／A、WATCHDOG、可编程I／O口和E2PROM，从而嵌入式PLC(EmbeddedTypePLC)

6、是指在特定的控制装置中，实大大简化了外围硬件电路，提高了系统的可靠性。(3)可编程的16位计数器阵列(PCA)有6个捕捉／比较模块和5现PLC梯形图编程语言的解释、执行，使特定装置在自身专用功能基础上具有PLC的基本功能。与普通PLC相比它具有以下优点：个通用16位计数器／定时器，这可为多时基系统提供硬件条件。(1)定制性强，扩展灵活(4)片内集成有2个UART、1个SM(兼容I2C)和1个SPI。C8051FXXX集成了CAN总线控制器，可广泛应用于干扰环境非以最小系统为中心，可扩展各种功能板。可实现普通PL

7、C不提供或价格昂贵的功能。比如：GPRS、Ethemet、红外遥控和通信等。常严重的各种工业现场测控领域。C8051FXXX只需加上CAN总(2)性价比高线收发电路就可挂接到CAN通信网络上，因而大大简化了通信系可以根据现场需要，去除不使用的功能。节省成本和系统复统的设计，提供CAN功能。杂性。2．2主控电路本文以C8051F020单片机为控制核心，介绍了一种嵌入式以C8051F单片机为PLC的设计思路。主控芯片，配合外围电路可以实现数字量的输入输数字量2工作原理出、模拟量的输入输出。同2．1C8051F020

8、简介时可以利用单片机的CANC8051FXXX系列单片机是美国CYGNAL公司推出的一种与51总线控制器提供CAN功系列单片机内核兼容的单片机。相比之下其新特点(以C8051F020能。主控电路图见图1。模拟量为例)有：3电路设计(1)内核采用流水线结构，是单周期指令，速度可达25MIPS(在25MHz晶振下)，比普通的51单片机快10倍；它的JTAG调试方3．1数字输入式支持在系统、