【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器。但在某些機(jī)電一體化產(chǎn)品或自動(dòng)化裝置的設(shè)計(jì)中，要求邏輯控制器的成本極低。這時(shí)若采用現(xiàn)成的PLC很難實(shí)現(xiàn)極低成本要求。當(dāng)該機(jī)電一體化產(chǎn)品或自動(dòng)化裝置需要大大降低成本時(shí)，現(xiàn)成的PLC的價(jià)格會(huì)顯得太高。第二種需求，機(jī)電一體化產(chǎn)品或自動(dòng)化裝置中需要進(jìn)行較為復(fù)雜的梯形圖邏輯控制，但被控對(duì)象只需要用弱電來(lái)驅(qū)動(dòng)。要求邏輯控制成本極低。這時(shí)，該怎樣實(shí)現(xiàn)極低成本的、在弱電驅(qū)動(dòng)條件下的較為復(fù)雜的梯形圖邏輯控制的需求呢?上述兩種需求的問(wèn)題焦點(diǎn)都是要求設(shè)計(jì)出成本極低，同時(shí)能完成較為復(fù)雜的梯形圖邏輯控制的邏輯控制器。我們能不能在機(jī)電一體化產(chǎn)品或自動(dòng)化裝置中的硬件設(shè)計(jì)中直接用價(jià)格極低的單片機(jī)芯片來(lái)充當(dāng)邏輯控制器，使其具備梯形圖邏輯控制功能，并且設(shè)計(jì)出適合于單片機(jī)的電路，形成一個(gè)直接用單片機(jī)芯片來(lái)取代PLC、并能完成較為復(fù)雜的梯形圖邏輯控制的系統(tǒng)呢?如果能，那么它對(duì)降低機(jī)電一體化產(chǎn)品或自動(dòng)化裝置的成本是極為有利的。這樣的方法也可以應(yīng)用到自動(dòng)化控制的生產(chǎn)線上，用來(lái)降低自動(dòng)化控制生產(chǎn)線的設(shè)備成本。那么，怎樣才能使從市場(chǎng)上選來(lái)的新一代的單片機(jī)芯片最終具備梯形圖邏輯控制功能呢?我們知道要具備梯形圖邏輯控制功能就必須能執(zhí)行PLC指令和程序。但是，單片機(jī)芯片只能執(zhí)行單片機(jī)指令和程序，不能直接執(zhí)行PLC指令和程序。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵就變成要研究和設(shè)計(jì)出可以將PLC指令源程序翻譯成單片機(jī)目標(biāo)程序的翻譯程序?；赟TM32的PLC設(shè)計(jì)項(xiàng)目是面向中小型冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工等企業(yè),目的是降低投入的生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)利潤(rùn)?？删幊炭刂破鞯膽?yīng)用情況往往體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化水平，我國(guó)PLC國(guó)內(nèi)市場(chǎng)雖然龐大，但是95％以上的市場(chǎng)份額都被國(guó)外品牌占據(jù)，其中大中型PLC市場(chǎng)主要被歐美產(chǎn)品占據(jù)，小型PLC市場(chǎng)主要被日系品牌占據(jù)，其成本也是相當(dāng)?shù)陌嘿F，而國(guó)內(nèi)廠商的市場(chǎng)份額幾乎可以忽略。因此，大力發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PLC編程軟件，逐步擺脫國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)被國(guó)外廠商和合資企業(yè)所壟斷的局面，對(duì)于推動(dòng)國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。 (1)首先，當(dāng)從市場(chǎng)上選來(lái)新一代的單片機(jī)STM32芯片作為執(zhí)行符合梯形圖邏輯控制的邏輯控制器，那么從總體上來(lái)看，基于該單片機(jī)芯片的PLC編譯程序的設(shè)計(jì)就和其他PLC的編譯程序設(shè)計(jì)不同，沒(méi)有一個(gè)現(xiàn)成的編譯程序可以套用，必須做創(chuàng)造性的工作，獨(dú)立完成基于該單片機(jī)的編譯程序設(shè)計(jì)。編寫基于該單片機(jī)的PLC編譯程序，是本課題的主要工作任務(wù)之一。 (2)其次，目標(biāo)程序框架結(jié)構(gòu)也不同。因?yàn)閱纹瑱C(jī)芯片不同，內(nèi)部的硬件資源也就不同，目標(biāo)指令代碼和目標(biāo)程序框架結(jié)構(gòu)也就不同。因此在編譯程序編寫前，必須根據(jù)單片機(jī)芯片編程的特點(diǎn)設(shè)定目標(biāo)程序框架結(jié)構(gòu)。有許多影響目標(biāo)程序框架結(jié)構(gòu)的因素，諸如CPU初始化、通信程序編譯、接口的初始化等。設(shè)定目標(biāo)程序框架結(jié)構(gòu)，是本課題的另一項(xiàng)主要工作任務(wù)?？傊趩纹瑱C(jī)STM32的PLC編譯程序設(shè)計(jì)研究是一項(xiàng)具有創(chuàng)造性的工作，需要充分吸取前人的經(jīng)驗(yàn)，開拓創(chuàng)新，建立新的模型、新的結(jié)構(gòu)、新的方法。2本實(shí)訓(xùn)的概要設(shè)計(jì)件電路框圖設(shè)計(jì)如下圖5所示： 圖5 硬件電路框圖設(shè)計(jì)硬件實(shí)物圖如下所示：按鍵部分：開發(fā)板上有四個(gè)普通按鍵分別連在GPIOF03上以及一個(gè)復(fù)位鍵，方便使用。 上位機(jī)編程軟件在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)編程軟件選擇梯形圖和指令表作為編程語(yǔ)言，并將其錄入到相應(yīng)軟件中，以便下載到下位機(jī)中，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)的控制。利用MFC創(chuàng)建用戶界面，使其具有梯形圖的錄入和修改，助記符語(yǔ)言的錄入和修改，并且能實(shí)現(xiàn)他們的互相轉(zhuǎn)化的功能。并且能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)串口向下位機(jī)下載。處理流程：用戶首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的文件，選擇是通過(guò)助記符語(yǔ)言或者是梯形圖語(yǔ)言。如果是選擇梯形圖語(yǔ)言，在標(biāo)題欄下方就會(huì)有一些符號(hào)的選擇。當(dāng)錄入完成之后可以保存，并且能夠?qū)崿F(xiàn)兩種語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換。流程圖如下：創(chuàng)建新文件輸入語(yǔ)言選擇用戶輸入下位機(jī)PC讀取用戶輸入一級(jí)代碼二級(jí)代碼保存到電腦語(yǔ)言轉(zhuǎn)換梯形圖錄入：在編輯框的左邊和右邊分別有兩個(gè)電源線，在兩個(gè)電源線的中間進(jìn)行梯形圖元件的錄入，包括原件的插入、刪除、保存等操作。用戶戶在編輯區(qū)對(duì)各個(gè)梯形圖元件進(jìn)行屬性的設(shè)置和改變。用戶進(jìn)行梯形圖編輯的時(shí)候，各個(gè)梯形之間空出一行用來(lái)隔開。各個(gè)梯級(jí)主路之間空出一行用來(lái)隔開。各個(gè)梯級(jí)有ID號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，ID號(hào)依次遞增且唯一。每個(gè)梯級(jí)包含一個(gè)梯級(jí)主路，梯級(jí)主路帶有一個(gè)左電源線，常開觸點(diǎn)，常開線圈和右電源線，它們之間有很多的水平連線，用戶在常開觸電與常開線圈之間添加其他元件并聯(lián)關(guān)系構(gòu)成新的梯級(jí)，當(dāng)然用戶也可以將這個(gè)常開觸點(diǎn)和常開線圈刪除繼而添加自己需要的元件。元件的編輯屬性對(duì)話框中包含用戶對(duì)元件名稱，數(shù)據(jù)類型，變量范圍，物理地址等屬性的編輯。助記符的錄入：可以實(shí)現(xiàn)一些助記符的錄入，以文本的形式進(jìn)行錄入。指令包括LD,LDI,OR,ORI,OUT等。梯形圖轉(zhuǎn)化為一級(jí)代碼：首先將梯形圖界面劃分成大小相同的網(wǎng)格，如下圖所示，每個(gè)網(wǎng)格包含一個(gè)梯形圖基本元件或者為空，每個(gè)網(wǎng)格信息保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)體對(duì)象中，結(jié)構(gòu)體數(shù)組就構(gòu)成了一級(jí)代碼。一級(jí)代碼是結(jié)構(gòu)體數(shù)組的形式，由于網(wǎng)格中存在大量的“空”元件，這樣一級(jí)代碼中就包含很多零元素，如果以數(shù)組的形式保存在計(jì)算機(jī)中必然浪費(fèi)很大的空間。同時(shí)考慮到串行化問(wèn)題，先采用雙向鏈表結(jié)構(gòu)，鏈表中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)類對(duì)象，它存儲(chǔ)一個(gè)梯形圖元件的信息，這樣節(jié)點(diǎn)中就不包含零元素，利用串行化方法將鏈表信息保存在計(jì)算機(jī)中，這樣計(jì)算機(jī)可以節(jié)約很大的硬盤空間。當(dāng)用戶完成輸入后進(jìn)行下載時(shí)，雙向鏈表先轉(zhuǎn)為一級(jí)代碼，然后經(jīng)過(guò)解算過(guò)程，將一級(jí)代碼轉(zhuǎn)換為二級(jí)代碼下載到下位機(jī)STM32中。解算：一級(jí)代碼經(jīng)過(guò)解算轉(zhuǎn)化成二級(jí)代碼才能下載到下位機(jī)STM32中，二進(jìn)制代碼指令用四個(gè)字節(jié)組成，前兩個(gè)字節(jié)代表命令種類，后兩個(gè)字節(jié)代表目標(biāo)設(shè)備。上位機(jī)與下位機(jī)通信程序的編寫上位機(jī)向下位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送：代碼要向下位機(jī)通過(guò)串口發(fā)送，包括PC機(jī)的串口通信和STM32的串口通信部分。首先上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送一個(gè)命令ENQ（0x05H），當(dāng)下位機(jī)準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)后，回復(fù)命令A(yù)CK。之后PC開始發(fā)送數(shù)據(jù)。在VC中，有以下幾種方式可以實(shí)現(xiàn)串口的通信：方法一：使用VC++提供的串行通信控件MSComm 首先，在對(duì)話框中創(chuàng)建通信控件，若Control工具欄中缺少該控件，