基于SO8单片机的工业控制板的设计

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得撇港或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：J虱蠢、签字日期：沙·>年j月圩日学位论文版权使用授权书量笔群瓷；馨渖日学位论文作者签名：l司燕、导师签名：Ij<基驾秽孕签字日期：wI砗古月M日签字日期：＼年月日在现代工业控制领域中，可编程

2、序控制器(PLC)已经发展成为自动控制中的重要设备。随着计算机和半导体技术的不断发展，工业控制产品已经发展到一个追求个体化、差异化的设计阶段，对成本的控制和特殊功能需求等方面的要求越来越高。lff』单片机系统也正是面向这些个性化需求的产品，并且单片机系统在成本的控制J：显得更加灵活。经过资料分析发现，在性能比较简单的控制系统中大多采用8位微控制器作为控制中心，因此，作者协议设计一款基十8侥单片机的工业控制板。首先要完成的是工业控制板硬件电路的设计，本设计选用Freescale公司的S08系列单片机作为主控芯片。在系统的

3、硬件设计过程tl-，首先，为了保留传统PLC的多点输入和多点输出控制的要求，在硬件上专门设计了输入和输出处理电路，例如采用光电隔离的数字量输入电路、带过压保护的模拟量输入电路和继电器输出电路等。其次，考虑到其适用的应用领域，利用单片机本身的通用串行UUART设计了一个全电气隔离的RS．485通信接U。此外，还利用单片机内部集成的IIC扩展了EEPROM(32Kb)和RTC，F．-中EEPROM可用来存储控制过程巾的配置参数。最后，考虑到后续可能还会加入某些控制功能，在硬件设计一l：还预留了一个SPI接U，以方便后续增加

4、某些功能。其次是I．qk控制板系统软件的设计，系统软件的设计工作主要包括硬件驱动程序的设计和Modbus通信协议的移植。硬件驱动程序包括硬件上所有模块的驱动程序，主要为上层软件捉供设备的操作接口。存硬件I：可以通过RS-485通信接口构成通信网络，然后通过Modbus通信协议可以实现工控板与外界信息的交换，进IⅡ实现集中控制的功能。在系统软件的设计过程中，要充分考虑到软件的灵活性和复用性，在设讣完成之后将所有的软件封装成库义件，用户只需要通过调用各个模块提供的灵活易用的API函数即可完成开发T作。为了提高系统的町靠性，

5、本文还分别从硬件和软件两个方面对系统的抗干扰措施进行了研究。最后，结合实际的案例来完成设计的系统测试。从功能上来说，基于单片机的工业控制板相较于传统的模块化PLC并没有人大的区别，但是单片机和其接口电路设汁的成本要远远低于模块化的PLC，体积也会更小，关键词：工控板，S08，工业控制，抗I：扰，低成本¨requirementsetc．WhiletheSCMsystemistheproductofindividualneeds，andtheSCMsystemismoreflexibleoncostcontr01．Afte

6、rresearchandanalysisfoundthatthe8．bitmicrocontrolleralwaysbeenselectedasthecontrolcenterinthesimplecontrolfield．Therefore，theauthordecidedtodesignanindustrialcontrolboardbasedon8-bitmicrocontroller．Firstofall，thedesignofhardwarecircuitforindustrialcontrolboardmu

7、stbefinished．ThedesignselectsS08seriesMCUchipdesignedbyFREESCALEsemiconductorasthemasteroftheindustrialcontrolboard．Ononehand，thehardwaredesignedspecialinputandoutputprocessingcircuitsinordertopreservethecontrolofthemulti-inputandmulti-outputoftraditionalPLC．Ona

8、notherhand，takingintoaccounttheapplicablefieldsoftheapplication，theRS-485communicationinterfacethatcanbeusedtoimplementthecommunicationbetweentheindustrialcontrolboar