可編程控制器是高可靠性、使用靈活、功能豐富的工業(yè)自動化控制裝置,在工業(yè)中有著廣泛的應用和發(fā)展前景。近年來,隨著PLC價格的不斷降低,中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高,越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進行控制,今后一段時期內(nèi)PLC在我國將保持高速增長勢頭。因此,對PLC的設(shè)計研究就成了一項具有重大意義的課題。本文討論基于精簡指令集RISC的編譯型PLC的研究設(shè)計,并探討了利用CAN總線來實現(xiàn)PLC數(shù)字量端口的擴展,主要完成的工作有以下幾點: (1)文章首先闡述了可編程邏輯控制器的產(chǎn)生與發(fā)展,對可編程邏輯控制器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了分析,簡單介紹了精簡指令集RISC技術(shù)以及采用精簡指令集的AVR單片機技術(shù)和CAN總線技術(shù)。 (2)結(jié)合實例分析了解釋型PLC的工作原理及過程,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)計了以精簡指令集RISC結(jié)構(gòu)的單片機ATmega128為控制核心的PLC硬件框架。 (3)開發(fā)了本編譯型PLC系統(tǒng)的梯形圖編輯環(huán)境,詳細介紹了編輯界面以及編譯型PLC的指令集的設(shè)計,并把指令集集成到編輯環(huán)境的插入指令的菜單欄中,并對梯形圖的數(shù)據(jù)存儲以及運算關(guān)系等作了詳細說明。 (4)分析了編譯器的設(shè)計原理及過程,以及由梯形圖編譯成可執(zhí)行代碼的過程。重點分析了由梯形圖產(chǎn)生中間代碼的過程以及運用精簡指令集RISC實現(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,包括ATmega128單片機外圍電路、I/O端口設(shè)計、串口電路以及CAN總線接口電路,并制定了利用CAN總線來擴展PLC數(shù)字量端口的簡單協(xié)議。最后對全文工作進行了總結(jié),并提出對本課題的研究結(jié)果作進一步研究和完善的希望。
【學位單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：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中的計算機是PLC的上位機開發(fā)集成環(huán)境的硬件載體，一般為PC機，在此系統(tǒng)上開發(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，下載到下位機系統(tǒng)中解釋執(zhí)行。為了保證用戶編寫的應用程序順利解釋運行，在PLC下位機中，固化了由廠家出廠時設(shè)計PLC解釋程序。當系統(tǒng)以這種解釋方式運行時，系統(tǒng)將用戶程序的梯形圖或者指令表語言語言作為輸入源程序，邊讀源程序，邊解釋執(zhí)行，對于源程序中的每一類指令，都需要編寫一段相對應的解釋程序才能完成此指令的功能。在解釋執(zhí)行時

它可以設(shè)置輸入指令所對應的單片機UO口，并顯示輸入還是輸出等狀態(tài)。對于梯形圖中的所有指令的狀態(tài)都會在這個界面里面顯示。例如:對于輸出線圈指令，信號的類型屬性設(shè)置可以有四種，如下圖3一2所示。圖3一2輸出線圈對話框信號源可以設(shè)置為內(nèi)部接點或者處理器引腳。如設(shè)置為內(nèi)部接點，則在整個梯形圖程序的編輯過程中，必須在其他的位置有用到它，否則編譯時將會出現(xiàn)替告。菜單欄包括文件、編輯、設(shè)置、指令、編譯、幫助等。功能的實現(xiàn)主要在指令菜單欄中，在菜單欄中還有級式菜單，可以輸入相應梯形圖指令。如圖3一3所示。抽入注釋抽入自自點上升祀冷業(yè)發(fā) (one51議防加)下降沿觸發(fā)(Ones卜父F幽勺)接通延時(o日a丫ed下urn加)斷開延時(oelaved下 urnOff)保持計算器(Re七en加e)婦”記T該n偽)自加計筑器(c以扣tUP)U自減計數(shù)器(eoun七00喻)I環(huán)形計算器(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)置輸入指令所對應的單片機UO口，并顯示輸入還是輸出等狀態(tài)。對于梯形圖中的所有指令的狀態(tài)都會在這個界面里面顯示。例如:對于輸出線圈指令，信號的類型屬性設(shè)置可以有四種，如下圖3一2所示。圖3一2輸出線圈對話框信號源可以設(shè)置為內(nèi)部接點或者處理器引腳。如設(shè)置為內(nèi)部接點，則在整個梯形圖程序的編輯過程中，必須在其他的位置有用到它，否則編譯時將會出現(xiàn)替告。菜單欄包括文件、編輯、設(shè)置、指令、編譯、幫助等。功能的實現(xiàn)主要在指令菜單欄中，在菜單欄中還有級式菜單，可以輸入相應梯形圖指令。如圖3一3所示。抽入注釋抽入自自點上升祀冷業(yè)發(fā) (one51議防加)下降沿觸發(fā)(Ones卜父F幽勺)接通延時(o日a丫ed下urn加)斷開延時(oelaved下 urnOff)保持計算器(Re七en加e)婦”記T該n偽)自加計筑器(c以扣tUP)U自減計數(shù)器(eoun七00喻)I環(huán)形計算器(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：2871127