一种基于AT89C52的简易通用逻辑控制器设计

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2 O  l7 P9 V  j摘要:介绍了一种以AT89C52单片机为核心、Keil C51为开发工具的简易通用逻辑控制器。介绍了逻辑控制器的结构体系,
并鲶出了该系统软硬件设计要点。
- P; p" [6 l7 Q& O" s9 q- z. S6 J2 S关键词:单片机;逻辑控制;Keil C51
4 O6 }8 R1 I5 W* P9 V0 t随着控制技术的发展,逻辑控制器应运而生。它能更经济、
8 }5 S4 q4 z3 l5 X更快逮、更灵活地解决简单开关量控制任务,可以替代常规定时
器、继电器、时钟和接触器所实现的功能。具有代表性的产品是
6 o  o* ~  R8 h/ |西门子(Siemens)公司的通用逻辑控制模块LOGO!。由于逻辑控
% _  x% c, z5 N% y1 _! ]3 R# ?制器功能强大,具有很多优势,目前已被广泛地应用到各种电气
0 i6 v, D: ^0 f- ?" Q7 [# j控制场合。
然而,在一般的小规模电气控制应用中,若采用较多逻辑功
能的控制器,性价比不高。同时.51系列单片机具有体积小、价
% S) h) U: N  M! r格低、功能强、可靠性高和使用方便的特点，能够很容易地开发
各种基于单片机的智能化控制系统。基于这样的背景和纺织企
$ [- a, v, t! g0 ]9 q# H业电气控制的实际需要,本文介绍-种用AT89C52实现的简易
通用逻辑控制器,可实现与、或、非、与非、或非和异或6种基本
0 |# V# [+ m( [逻辑功能,以及接通延时、断电延时和RS触发器3种特殊逻辑
& @) P* O5 `; d8 @# r+ i- {功能,还可以用这些逻辑功能组合成复合逻辑功能,这些功能
可以较好地满足- -般电气控制场合的要求。
1系统概述
7 N; ]8 M; z% k9 N该逻辑控制器的输人部分有8个按键,8点数字量输人,输
* H" r9 @: y& u出部分有8点继电器输出,6个八段数码管，每个继电器的连续
: }" m4 X& d- T2 U' _& F5 ~9 \, y! _电流为10A。核心部分是系统内部的100个三人一出的功能块,
; w% l1 |1 ?) C. {2 A8 {$ {每个功能块能通过键盘设定可实现上述的9种逻辑功能中的任
意一种。此外,不同的功能块还能组合成一个逻辑块组,并能实.
现逻辑块组的整体功能。
对功能块的设定通过键盘和显示共同来完成。首先指定要
被编辑的功能块号,接眷确定该功能块的功能(即所实现的逻
: L* x- J2 H+ k+ Z) F" W$ y7 m4 m7 J辑),一旦功能确定,其输入端的个数与类型便可确定。然后通过.
按键选择其输人端，输人端来源可以是某个功能块的输出(用
PXX表示),可以是直接的数字量输人(用IX表示),或是固定的
高电平(用H表示)与低电平(用L表示),还可以是为空(用NC表
示)即什么都不接.空输人端的逻辑取决于该功能块要实现的逻
5 w1 }3 U- n, Z9 h- M' U辑。见表1中的几个例子。
9 r/ N  S: l$ F9 @1 }编辑完一个功能块后，需要保存数据才能进行下一个功

5 R8 e. s0 T4 s! [能块的编辑。显示部分则密切配合按键，显示内容取决于按键
状态。功能块编辑完毕后,还需通过按键对系统输出进行编
辑,系统输出的来源有:某个功能块的输出(同样用PXX表示),
直接的数字量输人(IX),固定的高电平(H)与低电平(L),还可以
: G4 S2 e9 M+ B5 d* g/ r是为空(NC),在逻辑上低电平和空是一-致的，继电器不动作。确
定输出后,同样需要保存数据,重新上电后,还能运行前次输
人的逻辑功能。同时,在运行逻辑功能以前,系统具有监控和
3 k' c( }3 S! f( L. M+ Z修改参数的功能。
5 j" }5 s# h% T' e  t表1几种逻辑功能的规定
本系统中,逻辑运行涉及到大量的数据处理,因此数据结构
8 G6 |+ j+ ?% k4 X4 ^的安排关系到程序设计的繁简。考虑到一个功能块有五个参数,
即功能代号、三个输人和一个输出,为了方便起见，功能块的参
数数据安排使用结构数组。而-一个功能块的某输入端有可能来
! k; Q0 |# ]: k1 O, }自于另一个功能块的输出，在结构数组某一元素的成员用到另
- q; w3 o) o/ u$ o0 |, D一元素的成员,处理起来比较复杂，因此没有把功能块的输出放
3 r6 V7 S/ W% A* g人结构中,功能块的输出采用单独的数组。为了实现数据的掉电
! n. \5 A. p  d* k# n保护,同时在EEPROM中开辟对应的功能块镜像数组和输出镜
% Z6 d$ E; s: K6 z8 p. Z! T像数组。而输人由外部决定,不需要在EEPROM中保存。
由于C51能提供复杂的数据类型(数组结构等)和专门针
对8051单片机的data、idata、pdata、xdata .code等存储类型,极
大地增强了程序处理能力和灵活性。另外它提供常用的标准函
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在一般的小规模电气控制应用中,若采用较多逻辑功能的控制器,性价比不高