基于嵌入式芯片组的16路plc的开发

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1、基于嵌入式芯片组的16路PLC的开发华中科技大学孙兆沛内容摘要这里介绍了一种新型软PLC——嵌入式PLC的开发过程。它基于EASYCORE嵌入式芯片组，通过软件来实现所有传统硬件PLC的控制功能，嵌入式PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的PLC。本文介绍的是最基本的16路数字量输入输出通用PLC的开发。关键词：嵌入式PLC芯片组实时内核用户驱动接口ABSTRACTHereintroducesanewdevelopmentofSoftPLC——DevelopmentofEmbeddedPLC.ItisbasedontheEasyCoreem

2、beddedchipset,whichachievesallthetraditionalhardwarePLCcontrolfunctionsbysoftware.ThehardwaresystemstructureofembeddedPLCisnotclosed.UserscanchoosetheappropriatehardwaretoconstitutethePLCthatmeettherequirements.Thisarticledescribesthedevelopmentofthemostbasic16-channeldigitalinputandoutpu

3、tcommonPLC.KEYWORDS:EmbeddedPLCchipsetReal-timekernelUser-driveninterfaces一、前言如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。传统的PLC产品已经无法满足更加细分化的市场需求，究其本质原因，不是梯形图语言，而是PLC的硬件不够灵活。为了满足这种需求，嵌入式PLC产品应运而生。它以PLC梯形图语言为内核，强化过程控制的运算能力，提供开放式扩展结构，增加网络互连功能。它融合嵌入板的特殊要求，发扬PLC梯形图语言优势，为特定对象控制问题的解决提供了一个通用开发平台。二、基本原理嵌入式PLC是将P

4、LC系统软件构建于控制器内，根据用户控制需要定制硬件，以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。它由两部分组成：嵌入式PLC内核和嵌入式PLC芯片组。2.1嵌入式PLC系统软件嵌入式PLC系统软件以PLC梯形图语言为内核，强化过程控制的运算能力，提供开放式扩展结构，增加网络互连功能。它融合嵌入板的特殊要求，发扬PLC梯形图语言优势，为特定对象控制问题的解决提供了一个通用开发平台。该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、专家自整定PID、嵌入式WEB等,丰富

5、了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持第三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载专用浏览器后,即可实现远程监控。系统软件包括三个部分。2.1.1嵌入式PLC内核它完成实时任务调度、梯形图语言解释、执行、通讯等基本功能，并提供二次开发驱动接口；2.1.2二次开发驱动程序　通过系统软件提供的外挂任务，使用内核开发各种面向具体对象个性化、差异化的驱动程序；用户驱动接口是为满足用户DI/DO、AI/AO处理及用户专用功能（如高速对象）设计而准备的用户程序嵌入接口，包括七个基本嵌入接口及多个中断入口。七个基本嵌入接口如下：1、用户I/O口配置程序：根据设计

6、的输入输出功能配置相应的端口，用户不可配置的I/O口资源为P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5、P6、P7及UART0。内核程序中已对串口1和CAN口（有CAN时）配置，内核中串口1配置为OC输出，当需要SPI功能或配置串口1为电平输出方式时，必须对串口1重新配置，此程序在内核重新上电后调用一次。1、用户上电初始化程序：用户嵌入程序中用到的输入输出变量，中间变量，指针变量，位变量等以及IO、AD、DA，定时、计数，SPI，SMBUS，高速计数，高速输出，外部中断等外设功能在重新上电后必需进行初始化处理，此程序在内核重新上电后调用一次。2、用户运行初始化程序：内核重

7、新上电后第一次运行梯型图或内核从下载梯型图状态进入梯型图运行状态时调用此程序一次，此程序必须使用户嵌入程序中用到的变量及CPU（C8051F040/020/120）外设处于所需要的状态。3、用户设置初始化程序：内核重新上电后进入梯型图下载状态或内核从梯型图运型状态进入梯型图下载状态时调用此程序一次，此程序必须使用户嵌入程序中用到的CPU（C8051F040/020/120）外设处于所需要的状态。4、用户每步执行程序：梯形图每执行一步，即调用此程序一次。需要快速执行的事件可在此程序或用户中断程序中完成，内核周期性地调用此程序。5