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1．1 EASY CORE內核 內核采用C8051F040混合式高性能單片機，片內有64個I／O端口引腳、1個CAN2．0B集成控制器、12位的ADC、PGA和模擬復用開關、2個12位DAC、64 KB的可編程Flash存儲器、4 352(4 096+256)字節的RAM、SPI、SMBus／I2C、2個UART串行接口、5個16位通用定時器，可編程計數／定時陣列有6個捕捉／比較模塊，片內有看門狗定時器、VDD監視器、溫度傳感器等，工業溫度范圍-45℃～+85℃內采用2．7～3．6 V的工作電壓。 可通過設置開關交叉控制寄存器，將片內的計數器／定時器、串行總線、硬件中斷、ADC轉換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內部的其他數字信號配置為在I／O引腳輸出。允許用戶根據自己特定的應用選擇通用端口I／O和所需數字資源的組合。 內核采用實時操作系統，加載了與FX2N PLC兼容的梯形圖語言的監控程序，指令系統與通信格式與FX2NPLC兼容。因而可以采用FX2N PLC軟件編程，也可采用通用組態軟件監控。 1．2 用戶驅動開發接口 用戶根據接口規范，可以嵌入完成特定功能的匯編程序，實現I／O點配置、AD／DA以及其他特殊的功能。 ①嵌入程序代碼存放地址為E000H～F7FFH。 ②用戶可使用的中斷源如表1所列。 ③位寄存器區中用戶使用區(20H～23H)。 ④直接尋址寄存器中用戶使用區(58H～67H)。 ⑤外部RAM中用戶使用區(3600H～3FFFH)。 ⑥PLC資源區(0000～5080H)，系統程序和用戶程序均可訪問。位變量區和字變量區分別如表2、表3所列。 2 應用實例 現以8個輸入點、7個輸出點PLC設計為例，說明專用PLC的設計過程。 2．1 硬件電路設計 硬件電路由芯片組、電源電路、輸入接口電路、輸出接口電路、通信接口電路等組成。 2．1．1 EASY CORE芯片組外圍引腳 EASY CORE芯片組引腳分布如圖2所示。 (1)特殊用途引腳 P0．0，串口1的RXD，用于下載程序。 P0．1，串口1的TXD。 P0．2，串口2的RXD，用于RS4．85通信。 P0．3，串口2的TXD。 P4．5，PRO，嵌入式程序下載，低電平有效。 P4．4，RUN／SET。 CANRX、CANTXD，CAN總線接口。 (2)用戶應用引腳 AIN0．0～AIN0．3，模擬量輸入； DAC0～DAC1，模擬量輸出； P1、P2、P3、P0．4～P0．7——數字I／O，可通過接口程序與 PLC的輸入／輸出緩沖區相連。 2．1．2輸入／輸出接口電路 輸入接口電路：輸入點為X0～X7(圖中只畫一條)，輸入接口采用光電隔離器TLP180，防止外界干擾，接口電路如圖3所示。P3．0為高電平電壓3．3 V。 輸出接口電路：輸出點為Y0～Y7(圖中只畫一條)，輸出信號經2003驅動輸出繼電器或晶體管，如圖4所示。ULN2003AN為7路驅動器。 2．2 軟件設計 PLC指令的解釋、與上位機的通信等核心功能已由EASY CORE內核完成；用戶程序只要根據接口規范，結合用戶設計要求，編制少量的接口程序。 用戶程序主要是把外部接口電路與內核軟件的輸入、輸出緩沖區相聯系。讀P3．0～P3．7(X0～X7)，送到相應RAM-PX，把RAM—PY(Y0～Y6)數據輸出到P1．0～P1．6(Y0～Y6)。主要程序結構如圖5所示。 3 結 論 基于芯片組的嵌入式PLC，能有效彌補通用PLC在低端市場的不足，與工藝對象結合緊密。只要解決好電路的抗干擾設計問題，嵌入式PLC有較大的市場前景。目前，筆者已將成功應用于龍門銑床的改造。 |
