可編程控制器是高可靠性、使用靈活、功能豐富的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置,在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。近年來(lái),隨著PLC價(jià)格的不斷降低,中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高,越來(lái)越多的中小設(shè)備開(kāi)始采用PLC進(jìn)行控制,今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國(guó)將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。因此,對(duì)PLC的設(shè)計(jì)研究就成了一項(xiàng)具有重大意義的課題。本文討論基于精簡(jiǎn)指令集RISC的編譯型PLC的研究設(shè)計(jì),并探討了利用CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)字量端口的擴(kuò)展,主要完成的工作有以下幾點(diǎn): (1)文章首先闡述了可編程邏輯控制器的產(chǎn)生與發(fā)展,對(duì)可編程邏輯控制器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析,簡(jiǎn)單介紹了精簡(jiǎn)指令集RISC技術(shù)以及采用精簡(jiǎn)指令集的AVR單片機(jī)技術(shù)和CAN總線技術(shù)。 (2)結(jié)合實(shí)例分析了解釋型PLC的工作原理及過(guò)程,給出了一般PLC系統(tǒng)的軟硬件模型,并給出了編譯型PLC系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了以精簡(jiǎn)指令集RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)ATmega128為控制核心的PLC硬件框架。 (3)開(kāi)發(fā)了本編譯型PLC系統(tǒng)的梯形圖編輯環(huán)境,詳細(xì)介紹了編輯界面以及編譯型PLC的指令集的設(shè)計(jì),并把指令集集成到編輯環(huán)境的插入指令的菜單欄中,并對(duì)梯形圖的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及運(yùn)算關(guān)系等作了詳細(xì)說(shuō)明。 (4)分析了編譯器的設(shè)計(jì)原理及過(guò)程,以及由梯形圖編譯成可執(zhí)行代碼的過(guò)程。重點(diǎn)分析了由梯形圖產(chǎn)生中間代碼的過(guò)程以及運(yùn)用精簡(jiǎn)指令集RISC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生的中間代碼。 (5)在文章后面章節(jié),給出了PLC系統(tǒng)的具體硬件設(shè)計(jì),包括ATmega128單片機(jī)外圍電路、I/O端口設(shè)計(jì)、串口電路以及CAN總線接口電路,并制定了利用CAN總線來(lái)擴(kuò)展PLC數(shù)字量端口的簡(jiǎn)單協(xié)議。最后對(duì)全文工作進(jìn)行了總結(jié),并提出對(duì)本課題的研究結(jié)果作進(jìn)一步研究和完善的希望。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類(lèi)】：TP332.3
【部分圖文】：

2.1系統(tǒng)模型2.1.1解釋型系統(tǒng)模型解釋型PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般如圖2一1所示。擴(kuò)展模塊lll___」」飛飛 飛圖2一1解釋系統(tǒng)模型組成圖2一1中的計(jì)算機(jī)是PLC的上位機(jī)開(kāi)發(fā)集成環(huán)境的硬件載體，一般為PC機(jī)，在此系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)集成環(huán)境。集成環(huán)境一般支持梯形圖的編輯和編譯。編譯后生成中間代碼，下載到下位機(jī)系統(tǒng)中解釋執(zhí)行。為了保證用戶(hù)編寫(xiě)的應(yīng)用程序順利解釋運(yùn)行，在PLC下位機(jī)中，固化了由廠家出廠時(shí)設(shè)計(jì)PLC解釋程序。當(dāng)系統(tǒng)以這種解釋方式運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將用戶(hù)程序的梯形圖或者指令表語(yǔ)言語(yǔ)言作為輸入源程序，邊讀源程序，邊解釋執(zhí)行，對(duì)于源程序中的每一類(lèi)指令，都需要編寫(xiě)一段相對(duì)應(yīng)的解釋程序才能完成此指令的功能。在解釋執(zhí)行時(shí)

它可以設(shè)置輸入指令所對(duì)應(yīng)的單片機(jī)UO口，并顯示輸入還是輸出等狀態(tài)。對(duì)于梯形圖中的所有指令的狀態(tài)都會(huì)在這個(gè)界面里面顯示。例如:對(duì)于輸出線圈指令，信號(hào)的類(lèi)型屬性設(shè)置可以有四種，如下圖3一2所示。圖3一2輸出線圈對(duì)話(huà)框信號(hào)源可以設(shè)置為內(nèi)部接點(diǎn)或者處理器引腳。如設(shè)置為內(nèi)部接點(diǎn)，則在整個(gè)梯形圖程序的編輯過(guò)程中，必須在其他的位置有用到它，否則編譯時(shí)將會(huì)出現(xiàn)替告。菜單欄包括文件、編輯、設(shè)置、指令、編譯、幫助等。功能的實(shí)現(xiàn)主要在指令菜單欄中，在菜單欄中還有級(jí)式菜單，可以輸入相應(yīng)梯形圖指令。如圖3一3所示。抽入注釋抽入自自點(diǎn)上升祀冷業(yè)發(fā) (one51議防加)下降沿觸發(fā)(Ones卜父F幽勺)接通延時(shí)(o日a丫ed下urn加)斷開(kāi)延時(shí)(oelaved下 urnOff)保持計(jì)算器(Re七en加e)婦”記T該n偽)自加計(jì)筑器(c以扣tUP)U自減計(jì)數(shù)器(eoun七00喻)I環(huán)形計(jì)算器(eoun七crejar)J等于(c的附 eforE甲als)“不等于(c側(cè) mpereforNotE甲.川s)大于 (Comparefor‘reaterT’h翻)>大于等于 (eomparefar‘reaterT’h翻orE甲目).小于 (CompareforLe，，下扮幻)<小于等于(c的 parefarLessThanor三q喇)圖3一3插入指令欄中部分指令

它可以設(shè)置輸入指令所對(duì)應(yīng)的單片機(jī)UO口，并顯示輸入還是輸出等狀態(tài)。對(duì)于梯形圖中的所有指令的狀態(tài)都會(huì)在這個(gè)界面里面顯示。例如:對(duì)于輸出線圈指令，信號(hào)的類(lèi)型屬性設(shè)置可以有四種，如下圖3一2所示。圖3一2輸出線圈對(duì)話(huà)框信號(hào)源可以設(shè)置為內(nèi)部接點(diǎn)或者處理器引腳。如設(shè)置為內(nèi)部接點(diǎn)，則在整個(gè)梯形圖程序的編輯過(guò)程中，必須在其他的位置有用到它，否則編譯時(shí)將會(huì)出現(xiàn)替告。菜單欄包括文件、編輯、設(shè)置、指令、編譯、幫助等。功能的實(shí)現(xiàn)主要在指令菜單欄中，在菜單欄中還有級(jí)式菜單，可以輸入相應(yīng)梯形圖指令。如圖3一3所示。抽入注釋抽入自自點(diǎn)上升祀冷業(yè)發(fā) (one51議防加)下降沿觸發(fā)(Ones卜父F幽勺)接通延時(shí)(o日a丫ed下urn加)斷開(kāi)延時(shí)(oelaved下 urnOff)保持計(jì)算器(Re七en加e)婦”記T該n偽)自加計(jì)筑器(c以扣tUP)U自減計(jì)數(shù)器(eoun七00喻)I環(huán)形計(jì)算器(eoun七crejar)J等于(c的附 eforE甲als)“不等于(c側(cè) mpereforNotE甲.川s)大于 (Comparefor‘reaterT’h翻)>大于等于 (eomparefar‘reaterT’h翻orE甲目).小于 (CompareforLe，，下扮幻)<小于等于(c的 parefarLessThanor三q喇)圖3一3插入指令欄中部分指令
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本文編號(hào)：2871127