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引言

　　該系統cpu芯片使用了一種新型的51系列單片機即cygnal公司的c8051f040。其指令集與msc_51指令集完全兼容，使用方便，且采用流水線結構，其周期由標準的12個系統時鐘周期降為1個系統時鐘周期，處理能力大大提高，峰值性能可達25mips。

1 簡介

　　可編程控制器（plc）作為繼電控制盤的替代物，以極高的可靠性和應用方便等特點，成為當今用途最為廣泛的工業控制器。現在它的應用已突破了當初邏輯控制的場合，深入到過程控制、位置控制、網絡通訊等工程領域。本文根據某工程的實際需要，以三菱plc為模擬目標，提出了一種以單片機構建plc系統的思想。

2 系統構成

　　系統框圖見圖1。

　　該系統cpu芯片使用了一種新型的51系列單片機即cygnal公司的c8051f040。其指令集與msc_51指令集完全兼容，使用方便，且采用流水線結構，其周期由標準的12個系統時鐘周期降為1個系統時鐘周期，處理能力大大提高，峰值性能可達25mips。內部集成了64k flash rom、4352字ram、64位數據i/o口以及幾乎所有的模擬與數字外設如：adc、dac、smbus、uart、can、spi、pca、電壓比較器、溫度傳感器、可編程增益放大器等。開發工具采用標準的jtag接口，以邊界掃描方式對cpu進行非入侵式全速的在系統調試。其性能較之傳統51單片機有了很大的提高。

　　cpu和外部i/o接口之間采用光電耦合器件，實行強電和弱電隔離，切斷現場干擾。計算機通過rs232串口與plc系統通信，將plc程序指令傳送到plc。plc將接收到的指令保存到非易失性ram中。這樣做即可以長期保存plc程序，又可以方便地隨時修改程序。

3 plc程序的執行過程

　　常見plc以掃描方式工作。每次掃描的工作過程分為三步。

　　（1） 輸入處理

　　程序執行前，plc將全部輸入點的狀態讀到輸入鏡像寄存器。在程序執行過程中，plc不再讀取這些輸入點的狀態，直到下一個掃描周期的輸入處理。

　　（2） 程序處理

　　plc根據讀入的外部輸入狀態和其它元件的狀態執行用戶程序。這時的輸出指令只寫到輸出鏡像寄存器，輸出點的狀態并沒有發生變化。

　　（3） 輸出處理 全部指令執行完畢，將輸出寄存器的內容全部刷新到外部輸出點。程序回到第一步工作過程。

　　本plc系統的工作過程與此相同。輸入處理和輸出處理用單片機實現起來比較容易，無需贅述。系統的關鍵是用戶程序的處理。下面以三菱fx系列plc一個簡單的例子來說明本plc系統對用戶程序的處理方法。梯形圖和相應的指令表見圖2。

　　0:ld x000 9： ld x010

　　1:and x001 10:ld x011

　　2:and x002 11:and x012

　　3:ld x003 12:ld x013

　　4:or x004 13:and x014

　　5:anb 14:orb

　　6:out y000 15:or x015

　　7:or x006 16:anb

　　8:ld x010 17:out y001