一种基于AT89C52的简易通用逻辑控制器设计

BillScot2

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。
- `0 V- S" x- N7 B1 i4 T% v关键词:单片机;逻辑控制;Keil C51
随着控制技术的发展,逻辑控制器应运而生。它能更经济、
$ h: E, d5 R/ b! 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
西门子(Siemens)公司的通用逻辑控制模块LOGO!。由于逻辑控
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
( a9 T9 L& p& l) L8 Y; b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
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
& q* \7 U4 ?% c% M: C! m; a, d业电气控制的实际需要,本文介绍-种用AT89C52实现的简易
; }& n6 z) P/ ]4 s/ ~通用逻辑控制器,可实现与、或、非、与非、或非和异或6种基本
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
% v4 z( E4 c7 d9 Q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
/ J/ c, z4 J* ~可以较好地满足- -般电气控制场合的要求。
- ]7 c  V6 {$ f2 o* g1系统概述
该逻辑控制器的输人部分有8个按键,8点数字量输人,输
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
$ \# Q6 L! f: a. u) V2 c/ C电流为10A。核心部分是系统内部的100个三人一出的功能块,
4 ^& g6 e3 x6 k$ }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
5 F1 H, C7 S; e7 @4 F: c, X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.
7 m1 M5 d& p' y. M现逻辑块组的整体功能。
3 s2 g3 M& p6 ]1 C! w) G对功能块的设定通过键盘和显示共同来完成。首先指定要
: A3 y, ]. q  T+ a  ?4 {* }6 R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
& ^+ H( n9 k" o% i/ C# m1 P; U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.
7 _/ G2 K% |$ a  ^- d  }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
: _2 }, ~$ J" }, G3 d3 F3 d9 {; [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
辑。见表1中的几个例子。
6 g9 t& H; Z4 D, _" ^$ e编辑完一个功能块后，需要保存数据才能进行下一个功

& [% M- M% A2 }2 L+ n0 ~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
% S8 F4 X6 g8 N! ?, g1 a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
是为空(NC),在逻辑上低电平和空是一-致的，继电器不动作。确
) C, L+ b0 l$ U3 N定输出后,同样需要保存数据,重新上电后,还能运行前次输
, v- W, w2 X! V- x4 U/ m& q% Q人的逻辑功能。同时,在运行逻辑功能以前,系统具有监控和
8 [5 p" f  p0 q' n" S7 M修改参数的功能。
7 y8 R. q) `* {表1几种逻辑功能的规定
% A( t, n2 c+ W) t1 F本系统中,逻辑运行涉及到大量的数据处理,因此数据结构
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,
' ^! ^0 ]. F/ M/ E1 B- {4 f, a) |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
0 s& K# t2 x0 B: j: ^  U4 Q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
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
5 s) z/ @3 d9 k  F) N0 `# p8 W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
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
: X7 w2 d8 }7 y保护,同时在EEPROM中开辟对应的功能块镜像数组和输出镜
像数组。而输人由外部决定,不需要在EEPROM中保存。
! c9 M$ N# y, n9 h& Q, B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
9 f4 u/ e( X% f/ N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
7 h3 o8 w7 y9 _$ o6 g. x1 j* X

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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