基于單片機(jī)的通用控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-26 11:19
可編程邏輯控制器(PLC),是一種為工業(yè)控制特別設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)。因?yàn)樗子谠O(shè)置和編程,運(yùn)行可預(yù)估,甚至在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下還可以保持正常工作,所以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。本課題在分析主流PLC的體系結(jié)構(gòu)、工作原理與常用指令集的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ADuC841單片機(jī)的小型通用控制器,目的是在小型控制系統(tǒng)中能夠替代小型PLC,實(shí)現(xiàn)更加靈活的應(yīng)用方案并在保證可靠性的基礎(chǔ)上大大降低成本。本課題所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上參照PLC的體系結(jié)構(gòu),在ADuC841單片機(jī)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了豐富的外圍設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了PLC的大部分功能模塊,包括中央處理器(CPU)、數(shù)字量I/O、模擬量I/O、串口通信、人機(jī)界面等,并設(shè)計(jì)了專門的輸入輸出點(diǎn)處理電路,使系統(tǒng)具有良好的抗干擾特性和驅(qū)動(dòng)能力。軟件設(shè)計(jì)上為了使系統(tǒng)能夠執(zhí)行PLC指令,首先在研究常用PLC指令集、分析其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了部分PLC指令的編碼表,然后分別設(shè)計(jì)上位機(jī)和下位機(jī)軟件,上位機(jī)對用戶程序進(jìn)行編碼并發(fā)送給下位機(jī),下位機(jī)接收上位發(fā)送的數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行解碼,然后調(diào)用相應(yīng)的C51函數(shù)進(jìn)行解釋執(zhí)行。上位機(jī)以LabVIEW為開發(fā)工具開發(fā)了對用戶程序進(jìn)行文本處理和編碼的軟...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PLC控制系統(tǒng)示意圖
第三章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)計(jì)的基礎(chǔ),后面的上位機(jī)和下位機(jī)軟件的開發(fā)都要特點(diǎn)設(shè)計(jì)最高效的實(shí)現(xiàn)方法。因此本章根據(jù)前一章進(jìn)行詳細(xì)的介紹。uC841 及其必需的外接電路ADI 公司 ADuC84X 系列中性能最完善的一款微轉(zhuǎn) 的 8052 內(nèi)核;內(nèi)置一個(gè) 8 通道、高速 420 KSPS、C,具有 DMA 控制:2 通道 12 位 DAC;2 通道 PWM穩(wěn)定電壓基準(zhǔn);片上溫度傳感器;62 KB 片內(nèi) FlashEE 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。還包括看門狗定時(shí)器和電源監(jiān)控器 方式、存儲(chǔ)保護(hù)功能、通用異步串行收發(fā)器(UARTADuC841 內(nèi)部功能模塊如圖 3.1 所示。
11圖 3.2 單片機(jī) ADuC841 及其必需的外接電路3.1.1 晶振電路單片機(jī)用晶體振蕩器(簡稱晶振)產(chǎn)生準(zhǔn)確、穩(wěn)定的時(shí)鐘(頻率),以保證單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件協(xié)調(diào)、同步、穩(wěn)定的運(yùn)行。在圖 3.2 中,有單片機(jī)工作所必需的晶體振蕩器(Y1)。晶振的頻率采用 11.0592MHz,既能有利于提高串口的通信可靠性,又保證單片機(jī)內(nèi)部有較高的運(yùn)行速度。圖中,有兩只 22pF 的電容(C2 和 C3)與晶振連接,它們與晶振、單片機(jī)內(nèi)部的反相器一起構(gòu)成輸出頻率十分穩(wěn)定且準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào);其它小電容用于單片機(jī)的電源退耦,即防止電源線上的干擾影響單片機(jī)工作。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單片機(jī)的水箱配件疲勞試驗(yàn)控制系統(tǒng)[J]. 辛巍,王冰,戴曉冬. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2009(02)
[2]嵌入式應(yīng)用軟件任務(wù)劃分的原則[J]. 歐偉明. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2007(06)
[3]PLC發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn)和國產(chǎn)化[J]. 王兆義,陳治川,王生學(xué). 自動(dòng)化博覽. 2006(S1)
[4]嵌入式操作系統(tǒng)RTX51 Tiny的分析及應(yīng)用[J]. 陽艷,蔣禮,楊科靈,羅少軒. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(06)
[5]基于C51的單片機(jī)控制LCD驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)[J]. 李翌,劉敦濤,張金密,張睿,楊小玲,李志揚(yáng). 電子工程師. 2006(03)
[6]兩種抗混疊濾波電路的運(yùn)用[J]. 王剛,康顯紅. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2006(01)
[7]RTX51嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分析[J]. 蔡林驥,李清寶. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2005(06)
[8]RTX51 Tiny任務(wù)切換的分析[J]. 苑廣軍,胡冬梅,孫繼元,任輝. 氣象水文海洋儀器. 2005(02)
[9]基于LabVIEW 7 Express的串行口通信編程[J]. 陳明,王穎,周偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2004(08)
[10]KEIL RTX51 TINY內(nèi)核的分析與應(yīng)用[J]. 劉玉宏. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2003(10)
碩士論文
[1]面向嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的RTX51應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 歐偉明.中南大學(xué) 2007
[2]嵌入式軟PLC系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 任志賓.哈爾濱工程大學(xué) 2005
[3]PLC編程語言解釋方法研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 田裕康.武漢理工大學(xué) 2004
[4]基于AT91M40800的嵌入式工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)[D]. 黃清波.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3459409
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PLC控制系統(tǒng)示意圖
第三章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)計(jì)的基礎(chǔ),后面的上位機(jī)和下位機(jī)軟件的開發(fā)都要特點(diǎn)設(shè)計(jì)最高效的實(shí)現(xiàn)方法。因此本章根據(jù)前一章進(jìn)行詳細(xì)的介紹。uC841 及其必需的外接電路ADI 公司 ADuC84X 系列中性能最完善的一款微轉(zhuǎn) 的 8052 內(nèi)核;內(nèi)置一個(gè) 8 通道、高速 420 KSPS、C,具有 DMA 控制:2 通道 12 位 DAC;2 通道 PWM穩(wěn)定電壓基準(zhǔn);片上溫度傳感器;62 KB 片內(nèi) FlashEE 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。還包括看門狗定時(shí)器和電源監(jiān)控器 方式、存儲(chǔ)保護(hù)功能、通用異步串行收發(fā)器(UARTADuC841 內(nèi)部功能模塊如圖 3.1 所示。
11圖 3.2 單片機(jī) ADuC841 及其必需的外接電路3.1.1 晶振電路單片機(jī)用晶體振蕩器(簡稱晶振)產(chǎn)生準(zhǔn)確、穩(wěn)定的時(shí)鐘(頻率),以保證單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件協(xié)調(diào)、同步、穩(wěn)定的運(yùn)行。在圖 3.2 中,有單片機(jī)工作所必需的晶體振蕩器(Y1)。晶振的頻率采用 11.0592MHz,既能有利于提高串口的通信可靠性,又保證單片機(jī)內(nèi)部有較高的運(yùn)行速度。圖中,有兩只 22pF 的電容(C2 和 C3)與晶振連接,它們與晶振、單片機(jī)內(nèi)部的反相器一起構(gòu)成輸出頻率十分穩(wěn)定且準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào);其它小電容用于單片機(jī)的電源退耦,即防止電源線上的干擾影響單片機(jī)工作。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單片機(jī)的水箱配件疲勞試驗(yàn)控制系統(tǒng)[J]. 辛巍,王冰,戴曉冬. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2009(02)
[2]嵌入式應(yīng)用軟件任務(wù)劃分的原則[J]. 歐偉明. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2007(06)
[3]PLC發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn)和國產(chǎn)化[J]. 王兆義,陳治川,王生學(xué). 自動(dòng)化博覽. 2006(S1)
[4]嵌入式操作系統(tǒng)RTX51 Tiny的分析及應(yīng)用[J]. 陽艷,蔣禮,楊科靈,羅少軒. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(06)
[5]基于C51的單片機(jī)控制LCD驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)[J]. 李翌,劉敦濤,張金密,張睿,楊小玲,李志揚(yáng). 電子工程師. 2006(03)
[6]兩種抗混疊濾波電路的運(yùn)用[J]. 王剛,康顯紅. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2006(01)
[7]RTX51嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分析[J]. 蔡林驥,李清寶. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2005(06)
[8]RTX51 Tiny任務(wù)切換的分析[J]. 苑廣軍,胡冬梅,孫繼元,任輝. 氣象水文海洋儀器. 2005(02)
[9]基于LabVIEW 7 Express的串行口通信編程[J]. 陳明,王穎,周偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2004(08)
[10]KEIL RTX51 TINY內(nèi)核的分析與應(yīng)用[J]. 劉玉宏. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2003(10)
碩士論文
[1]面向嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的RTX51應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 歐偉明.中南大學(xué) 2007
[2]嵌入式軟PLC系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 任志賓.哈爾濱工程大學(xué) 2005
[3]PLC編程語言解釋方法研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 田裕康.武漢理工大學(xué) 2004
[4]基于AT91M40800的嵌入式工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)[D]. 黃清波.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3459409
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