可編程控制器也即PLC,，在自動化行業(yè)，可編程控制器占據著重要地位,。對于可編程控制器，小編在往期文章中對它的理論知識有所介紹,。為增進大家對可編程控制器的認識,，本文將對基于AT89C51的微型可編程控制器予以講解,。如果你對可編程控制器具有興趣,，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
用單片機構成的PLC,，實際上就是一個單片機測控系統(tǒng),。用這樣一個程序控制的計算機系統(tǒng)去執(zhí)行繼電控制的梯形圖程序，由于繼電控制梯形圖中各被控電器之間是并行關系,，而計算機程序控制中,，各被控電器之間在時間上是串行關系，二者顯然不協(xié)調,。若簡單地像一般單片機測控系統(tǒng)一樣,，對梯形圖各程序行依次實時采集輸入端子狀態(tài)，進行處理后實時輸出,，是達不到控制目的的,。為此，必須采用一次性采集全部輸入端子狀態(tài),，并將其存入輸入緩沖區(qū),。然后，按梯形圖程序行的邏輯關系,，從輸入緩沖區(qū)讀取相應輸入端子狀態(tài),，處理后將待輸出的結果存入輸出緩沖區(qū)。最后,，待梯形圖程序行全部執(zhí)行完畢,，一次性將輸出緩沖區(qū)的值輸出到相應的輸出端子,，從而完成一個程序執(zhí)行周期。如此往復,，自動進行下一輪的采集輸入端子狀態(tài)……,。這種工作方式即稱為掃描方式，它將串行程序工作和電器并行工作兩種關系協(xié)調了起來,。另外,，單片機執(zhí)行一條指令的時間是μs級，執(zhí)行一個掃描周期的時間為幾ms乃至幾十ms,。相對于電器的動作時間而言,，掃描周期是短暫的，可以認為在一個掃描周期內輸入端子的狀態(tài)是不變的,，而對其狀態(tài)變化的采集和處理也是實時的,，從而滿足了實時控制的要求。
P1.7~1.0共8個引腳用于輸出控制：P1.i為“0”時,，相應的PNP管導通,，繼電器Ji線圈通電，其觸點Y5i接通,，可驅動220V/3A的負載,。
為了與PC機進行通信，系統(tǒng)擴展了RS-232C接口電路,。51單片機的RXD和TXD信號經RS-232C電平變換后接至9芯插座,。由此可與PC機進行串行通信。一方面,，在編程狀態(tài)時,，可接收PC機上梯形圖匯編程序編譯結果的OBJ指令代碼，并存入程序存儲器;另一方面,，在運行狀態(tài)時,，可將I/O口的狀態(tài)和處理結果實時地發(fā)送給上位機。
程序存儲器選用有SPI接口的X25045芯片,。這是帶可編程看門狗和電源監(jiān)控功能的E2PROM,，有512字節(jié)，每字節(jié)可擦寫10萬次,，數據可保存100年,。上電時自動提供200ms高電平復位脈沖;有三種可編程看門狗周期;電源欠壓，VCC降到轉折點時,，自動提供復位脈沖,。E2PROM采用三線總線的串行外設接口SPI，既節(jié)省了I/O口線和電路板空間,，又降低了系統(tǒng)成本,。因此,，該芯片是性價比極好的組合芯片。
軟件設計分為PC機梯形圖匯編程序編譯軟件和51單片機軟件兩部分,。前者用IBM-PC匯編語言編寫,，我們稱之為PLC編譯軟件。本機中我們自己設計了一套TD型PLC的梯形圖匯編語言指令系統(tǒng),，有LD/LDI,、AN/ANI、OR/ORI,、TM/TMI,、CN/CNI、MA/MAI,、OUT,、JP/JE和END等16條基本指令和X00~07、X10~14,、Y00~07,、CN0~1、TM00~07,、MA00~07,、10~17等器件。用它們來描述繼電器梯形圖,，即設計梯形圖匯編程序,。用全屏幕編輯軟件將其輸入到PC機,，即建立了源程序文件,。然后用PLC編譯軟件將其編譯成PLC目標程序文件（OBJ文件），并經串行通信口發(fā)送到單片機,，由單片機將其寫入E2PROM,。
51單片機軟件由編程軟件和運行軟件組成。編程軟件主要有串行通信和寫E2PROM兩個模塊,。此時,，須將面版上的手動開關設置P2.7=“0”，單片機即處于編程狀態(tài),。當P2.7=“1”時,，單片機即處于運行狀態(tài)。運行狀態(tài)的程序主要有：
?。?）輸入端子采集模塊
該模塊兩次采集P0口和P1口狀態(tài),，結果全同時為有效，即將其存入輸入緩沖區(qū),，否則重新采集,。用軟件濾波的方法,，提高了抗干擾能力。
?。?）指令分析模塊
該模塊從000H地址開始,，依次讀取E2PROM中的字節(jié)內容，先讀出操作碼,，對其分析后轉向相應的處理程序;接著讀操作數,，供處理程序操作，從而完成一條梯形圖匯編指令的執(zhí)行,。然后再讀取下一條指令的操作碼……,。遇到OUT指令時，將待輸出的數據存入相應的輸出緩沖區(qū),。
?。?）輸出模塊
當CPU從E2PROM中讀到END指令的二進制代碼時，表示一次掃描周期結束,，即將輸出緩沖區(qū)的內容一次性輸出到P1口,，從而完成輸出端子的刷新。
該PLC的應用可以用水塔水位控制的例子來說明,。
圖2（a）是硬件接線圖,，SB1/SB2是啟動/停止按鈕;SAC是水池液位開關：水浸到時接通，無水時斷開;SAH,、SAL分別是水塔的高低液位開關;M是水泵電機,。
圖2（b）是繼電器梯形圖，圖2（c）是繼電器匯編程序,，即TD型PLC源程序,。其中y50是PLC輸出端子，我們將它的軟件觸點y50作為水位上升或下降的標志：y50=“0”,，表示電機已停,，水位下降，此時SAL雖已接通,，但電機不動作;y50=“1”,，表示電機正在抽水，水位上升,，此時SAL接通,，電機通電，繼續(xù)抽水,，直到高水位,。
系統(tǒng)完成了預期設想的功能目標。基于AT89C51的微型可編程控制器有其自己的優(yōu)勢,，廣泛用于生產生活中,。