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基于EASY CORE芯片組的專用PLC設(shè)計方案

發(fā)布時間:2010-11-8 15:00    發(fā)布者:eetech
關(guān)鍵詞: core , EASY , PLC , 芯片組
1.1 EASY CORE內(nèi)核

內(nèi)核采用C8051F040混合式高性能單片機,片內(nèi)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(fù)用開關(guān)、2個12位DAC、64 KB的可編程Flash存儲器、4 352(4 096+256)字節(jié)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(shù)/定時陣列有6個捕捉/比較模塊,片內(nèi)有看門狗定時器、VDD監(jiān)視器、溫度傳感器等,工業(yè)溫度范圍-45℃~+85℃內(nèi)采用2.7~3.6 V的工作電壓

可通過設(shè)置開關(guān)交叉控制寄存器,將片內(nèi)的計數(shù)器/定時器、串行總線、硬件中斷、ADC轉(zhuǎn)換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內(nèi)部的其他數(shù)字信號配置為在I/O引腳輸出。允許用戶根據(jù)自己特定的應(yīng)用選擇通用端口I/O和所需數(shù)字資源的組合。

內(nèi)核采用實時操作系統(tǒng),加載了與FX2N PLC兼容的梯形圖語言的監(jiān)控程序,指令系統(tǒng)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(tài)軟件監(jiān)控。

1.2 用戶驅(qū)動開發(fā)接口

用戶根據(jù)接口規(guī)范,可以嵌入完成特定功能的匯編程序,實現(xiàn)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(qū)中用戶使用區(qū)(20H~23H)。

④直接尋址寄存器中用戶使用區(qū)(58H~67H)。

⑤外部RAM中用戶使用區(qū)(3600H~3FFFH)。

⑥PLC資源區(qū)(0000~5080H),系統(tǒng)程序和用戶程序均可訪問。位變量區(qū)和字變量區(qū)分別如表2、表3所列。        



2 應(yīng)用實例

現(xiàn)以8個輸入點、7個輸出點PLC設(shè)計為例,說明專用PLC的設(shè)計過程。

2.1 硬件電路設(shè)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(yīng)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(shù)字I/O,可通過接口程序與

PLC的輸入/輸出緩沖區(qū)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(jīng)2003驅(qū)動輸出繼電器或晶體管,如圖4所示。ULN2003AN為7路驅(qū)動器。




2.2 軟件設(shè)計

PLC指令的解釋、與上位機的通信等核心功能已由EASY CORE內(nèi)核完成;用戶程序只要根據(jù)接口規(guī)范,結(jié)合用戶設(shè)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(nèi)核軟件的輸入、輸出緩沖區(qū)相聯(lián)系。讀P3.0~P3.7(X0~X7),送到相應(yīng)RAM-PX,把RAM—PY(Y0~Y6)數(shù)據(jù)輸出到P1.0~P1.6(Y0~Y6)。主要程序結(jié)構(gòu)如圖5所示。




3 結(jié) 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(jié)合緊密。只要解決好電路的抗干擾設(shè)計問題,嵌入式PLC有較大的市場前景。目前,筆者已將成功應(yīng)用于龍門銑床的改造。
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