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1、第25卷第4期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.25No.42002年8月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAug.2002基于MCS251单片机的PLC仿真器李晓龙(安徽广播电视大学教学处,安徽合肥 230022)摘 要:可编程控制器PLC以抗扰性强、可靠性高和编程灵活等特点在工业上得到广泛应用,为了优化PLC系统设计,介绍一种基于MCS251单片机的PLC仿真器,并给出了硬、软件设计与实现方法。编程设计主要包括监控主程序、与主机通讯子程序及用户指令解释子程序等模块设计,该设
2、计方案简洁,输入ö输出接点可扩展,为PLC系统设计及实验教学提供了理论数据和途径。关键词:可编程控制器;仿真器;MCS251单片机;编程设计中图分类号:TP302.1;TP337 文献标识码:A 文章编号:100325060(2002)0420637204PLCsimulatorbasedonMCS-51microcontrollerLIXiao2long(TeachingSection,AnhuiTVUniversity,Hefei230022,China)Abstract:ProgrammableLogic
3、Controller(PLC)hasbeenwidelyappliedinindustryforitsstronganti2disturbance,highreliabilityandflexibleprogramming.InordertooptimizethedesignofPLCsys2tems,aPLCsimulatorbasedonMCS251microcontrollerisintroducedinthispaper,andthedesignandrealizationofitshardwareandsof
4、twarearegiven.Thesoftwareforthissimulatorincludesthemoni2torroutine,thesubroutinesforcommunicationandinterpretivetranslationofuserinstructions.Thedesignissimpleandclearinstructure,andtheinputöoutputcontactscanbeextended,soaneffectiveapproachispresentedtoPLCexper
5、imentalteaching.Keywords:ProgrammableLogicController(PLC);simulator;MCS251microcontroller;programmingdesign0 引 言目前,PLC系统设计过程一般包括离线设计和在线调试两大步骤,其系统设计可靠性、合理性和经济性等问题最终靠在线模拟运行检验,如果设计不够正确合理,势必增加设备投资、延长开发周期及耗费人力资源,甚至可能涉及到系统安全。针对这一情况,使用MCS251单片机设计了一种简易的PLC仿真器,经过应用证明,该仿
6、真器为PLC系统设计提供一定的仿真开发环境,在传统设计与调试之间增加了仿真环节,对PLC应用系统的优化设计产生积极作用。收稿日期:2001211205;修改日期:2002201214作者简介:李晓龙(1963-),男,安徽合肥人,安徽广播电视大学讲师.638 合肥工业大学学报(自然科学版) 第25卷1 硬件设计PLC仿真器由8031单片机、系统程序存储器、用户程序存储器、输入ö输出接口、仿真开发板、键盘与显示接口电路等组成,其硬件原理框图如图1所示。图1PLC仿真器硬件原理框图系统程序存储器
7、(16k字节)存放系统监控及管理程序,它具备PLC应用系统设计使用的用户指令解释程序。[1]用户程序存储器选用非易失性SRAM芯片DCM0016(2k字节),由于PLC软器件相关参数的设定,DCM0016不仅作为8031单片机的程序存储器使用,而且作为数据存储器使用。在硬件接口设计中,IöO接点由74LS273并行接口扩展获得,其中,图1中的①、②点作为数字输入接口,③、④点作为数字输出接口(这里可根据需要再扩展4片74LS273作为数字IöO接口)。IöO口地址由单片机的P2.4~P2.6口经74LS138译码决定,
8、而DCM0016作为8031单片机的数据存储器使用时,片选信号仍然是P2.7,LCD显示驱动器的片选信号为P2.3口,考虑到单片机P0口的负载较重,在数字IöO接口之前设置了数据总线放大器74LS245。[2]仿真器具有与上位机(如PC)通讯的功能,通讯接口采用MAX232,实现与主机RS232C通讯。主机可查询当前PLC应用系统