PLC基本概况

上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
2)指令寄存器IR (Instruction Register) 指令寄存器是一个8位寄存器，用于暂存待执行的指令，等
待译码。指令译码电路是对指令寄存器中的指令进行译码， 将指令转变为执行此指令所需要的电信号，再经定时控制电 路定时产生执行该指令所需要的各种控制信号。在MSC-51单 片机中这部分电路对用户是透明的。
）接口 2.4 MCS-51单片机应用系统的构成
2.1 MCS-51单片机的内部结构
2.1.1MCS-51的结构框图
前面已经提到单片机是在一块芯片集成了CPU、RAM、 ROM、定时器/计数器、I/O接口以及串行通信接口等基本功 能部件的一个完整的单片微型计算机。
如图2-1所示为8051单片机功能结构图。如图2 -2所示为 8051单片机内部结构图。
个计数器并设置了计数指令。计数值可由用户在编程时设定， 并可在运行中被读出与修改，使用与操作都很灵活方便。 (3)定时控制PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若 干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设 定，并能在运行中被读出与修改，使用灵活，操作方便。
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
品有8031和87510 8031是一个无ROM的8051，它从外部ROM 获取所用的指令，8751是一个用EPROM代替ROM的8051， 除此之外，三者的内部结构及引脚完全相同。今后，除特另 11说明外，用8051这个名称来代表8031、8051和87510
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
(7)监控控制PLC具有‘较强的监控功能。在控制系统 中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态， 可以调整定时或计数设定值，因而调试、使用和维护都很方 便。
(8)通信与联网有些PLC采用了通信技术，可以进行远程 vo控制，多台PLC之间可以进行同位链接，计算机作为上位 机可对其发布命令并返回执行结果。
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
自从1969年美国第一台PLC问世以来，日本、法国、英国 等国也研制了各自的PLC,每个国家的产品各具特色。目前世 界上著名的PLC厂家主要有美国A-B ( Allen-Brad-ley) , GE ( General Electric )，日本的三菱电机(Mitsubshi Electric )、欧姆龙(OMRON)，德国的AEG、西门子 (Siemens )，法国的TE (Telemecanique) 等公司。
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
1)程序计数器PC (Program Counter) PC是一个16位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读
出的下一字节指令码的地址，并具有自动加1的功能，因此也 称为地址指针。当CPU要取指令时，将PC的内容送到地址总 线上，从而指向程序存储器中存放当前指令的单元地址，以 便从存储器中取出指令加以分析、执行，同时PC内容自动加 1，指向下一条指令，以保证程序按顺序执行。也可以通过控 制转移指令改变PC值，实现程序的转移。PC不可访问，在 物理结构上是独立的，因此不属于特殊功能寄存器。
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
(4) RS1和RS0:工作寄存器组选择位。由用户程序改变RS1 和RS0组合中的内容，以选择片内RAM中的4个工作寄存器 组之一作为当前的工作寄存器组。当前工作寄存器组的选择 ，如表2-1所示。
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
(1)带进位和不带进位的加法。 (2)带借位减法。 (3) 8位无符号数乘法和除法。 (4)逻辑与、或、异或操作。 (5)加1、减1操作。 (6)按位求反操作。 (7)循环左、右移位操作。 (8)半字节交换。 (9)二一十进制调整。 (10)比较和条件转移的判断等操作。
果最高位D7有进、借位，CY置1，否则CY清0。在进行位操作 时，CY又是位操作累加器，指令助记符用C表示。 (2) AC:辅助进位。在进行加、减法运算时，如果低半字节 D3向高半字节有进、借位，AC置1，否则AC清。。 (3) F0:用户标志。由用户根据需要对其置位或复位，可作 为用户自行定义的一个状态标志。
下一页 返回
3.1 PLC概述
2.可编程序控制器的发展史 世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司
(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平， 早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以 完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初 出现了微处理器。 20世纪70年代中末期，可编程控制器进 入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中， 使其功能发生了飞跃。 20世纪80年代初，可编程控制器在 先进工业国家中已获得广泛应用。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工 业的需要。
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
3)数据地址指针DPTR 数据地址指针DPTR是一个16位的专用地址指针寄存器，
它由DPH和DPL这两个特殊功能寄存器组成。DPH是DPTR 的高8位，DPL是DPTR的低8位，其组成如下:
DPTR用于存放16位地址，可对外部数据存储器RAM64KB (0000H~0FFFFH)地址空间寻址。
2.1 MCS-51单片机的内部结构
3)程序状态字寄存器PSW 程序状态字寄存器也是一个8位寄存器，相当于标志寄存器
，用于存放指令执行结果的一些特征，供程序查询和判别之 用。其格式如下:
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
其中每一位的具体含义如下: (1) CY:进/借位标志。在进行加、减法运算时，如果执行结
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
2)累加器ACC 累加器ACC是一个8位寄存器，它通过暂存器和ALU相连
，它是CPU中工作最繁忙、最常用的专用寄存器，许多指令 的操作数取自于ACC，许多运算结果也存放在ACC中。在指 令系统中，累加器ACC的助记符也记作A。
上一页 下一页 返回
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
2.运算器 运算器由算术逻辑运算部件ALU、累加器ACC、寄存器B
、暂存寄存器、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP等组成 ，另外为提高数据处理和位操作功能，还增加了一些专用寄 存器。运算器各功能部件简述如下。 1)算术逻辑运算部件ALU 算术逻辑运算部件ALU在定时控制逻辑电路发出的内部控 制信号的控制下，可以进行如下的算术/逻辑操作:
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
(4)功能强PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新 技术，在硬件和软件两方面不断发展，使其具备很强的信息 处理能力。
(5)系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改 造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方. 法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的 设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
(4)步进控制PLC能完成步进控制功能。PLC为用户提供 了若干个移位寄存器，或者直接有步进指令，可用于步进控 制，编程与使用很方便。
(5)数据处理有的PLC还具有数据处理能力，并具有并行 运算指令，如能两个数据并行传送、比较和逻辑运算，进行 数据检索、比较、数制转换等操作。
(6)A/D,D/A转换有些PLC还具有“模数”转换(A/D) 和“数模”转换(D/A)功能，能完成对模拟量的控制与调节。
第3章PLC基本概况
3.1 PLC概述 3.2 PLC的基本组成 3.3 PLC的基本工作原理 3.4 PLC的分类 3.5常用PLC及其性能
3.1 PLC概述
3.1.1可编程序控制器的定义及发展史
1.可编程序控制器的定义 可编程控制器经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程
序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC(英文全 称:Programmable Logic Controller)和可编程序控制 器PC几个不同时期。 1987年国际电工委员会IEC (International 准草案中对PLC 做了如下定义:" PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计 的数字运算操作的电子装置。
2. 1. 2 CPU结构
CPU从功能上可分为控制器和运算器两部分，下面分别介 绍这两部分的组成及功能。
1.控制器 控制器由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码电路、定
时控制与条件转移逻辑电路、数据地址指针DPTR等组成。 其功能是对来自程序存储器中的指令进行译码，通过定时控 制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控 制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的功能。控制 器各功能部件简述如下。
下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
MCS-51单片机内部包括以下部件: (1)一个8位CPU。 (2)一个片内时钟振荡器，最高时钟频率为12MHzo (3) 4KB程序存储器ROM/EPROM (8031片内无ROM)。 (4) 128B数据存储器RAM。 (5)可寻址的外部程序存储器和数据存储器空间64 KB的机
构。 (6) 21个特殊功能寄存器SFR。 (7) 4个8位并行I/O口，共32根I/O线。
上一页 下一页 返回
2.1 MCS-51单片机的内部结构
(8) 1个全双工串行口。 (9) 2个16位定时器/计数器。 (10)具有5个中断源，2个优先级的中断结构。 (11)具有位寻址功能的位处理器，适用于位(布尔)处理。 MCS-51系列单片机典型芯片是8051。与8051结构相同的产
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改 革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制 器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC 的应用。
各代PLC的不同特点见表3-1。
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
3.1.2可编程序控制器的特点及基本功能
1.可编程序控制器的特点 (1)可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使
随着应用领域日益扩大，PLC技术及其产品仍在继续发展。 主要朝着高速化、大容量化、智能化、网络化、标准化、系 列化、小型化、廉价化方向发展，使PLC的功能更强，可靠 性更高，使用更方便，适用面更广。
上一页
返回
第2章 MCS-51系列单片机的结构
2.1 MCS-51单片机的内部结构 2.2 MCS-51单片机的存储器结构 2.3 MCS-51单片机的并行输入/输出（I/O
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
3.1.3 PLC的应用领域和发展趋势
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、 电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文 化娱乐等各个行业。
随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络 系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良， 容易出现故障。 (2)编程简单，易于掌握PLC的设计者充分考虑到现场技 术人员的技能和习惯，经常采用的是梯形图方式的编程语言， 它与继电器控制原理图相似，具有直观、清晰、修改方便、 易掌握等优点。 (3)通用性好PLC品种多，档次高。同一台PLC可适用于 不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次，不 同机型的功能也能方便地相互转换。
(6)体积小，质量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产 的品种底部尺寸小于100mm仅相当于几个继电器的大小， 因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10。
上一页 下一页 返回
3.1 PLC概述
2. PLC的基本功能 (1)逻辑控制PLC具有逻辑运算功能。可以代替继电器进
行组合逻辑与顺序逻辑控制。 (2)计数控制PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干