【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算操作的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性好等特點(diǎn) 。 PLC 的基本功能 1， 條件控制功能 2， 定時(shí) /計(jì)數(shù)控制功能 3， 數(shù)據(jù)處理功能 4， A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能 5， 運(yùn)動(dòng)控制功能 6， 過程控制功能 7， 擴(kuò)展功能 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和原理 PLC 的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。 如圖 21 所示。 圖 21 PLC 工作原理 （ 1）中央處理器 CPU 是由控制器和運(yùn)算器組成的。運(yùn)算器也稱為算術(shù)邏輯單元，它的功能就是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鞯淖饔檬强刂普麄€(gè)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊的工作，它的基本功能是從內(nèi)存中取出指令和 執(zhí)行性指令。它的重要功能如圖 22 所示。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 圖 22 結(jié)構(gòu)圖 （ 2）存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器分為兩大部分： 一大部分是系統(tǒng)存儲(chǔ)器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)。 而大部分使用戶存儲(chǔ)器，包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。 （ 3）輸入輸出接口電路 PLC 通過輸入輸出（ I/O）接口電路實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的連接。輸入接口通過 PLC 的輸入端子接受現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU 所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。 （ 4）電源 PLC 的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足 PLC 的 CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 （ 5）輸入輸出 I/O 擴(kuò)展接口 若主機(jī)單元的 I/O 點(diǎn)數(shù)不能滿足輸入輸出點(diǎn)數(shù)需要時(shí)，可通過此接口用扁平電纜線將 I/O 擴(kuò)展單元與主機(jī)單元相連接。 （ 6） PLC 的基本工作原理 PLC 采用的是循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序 ,COU 從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，知道遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè) 掃描周期。 PLC的掃描周期全過程如圖 23 所示。具體過程如下： （ 1）輸入刷新階段 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 （ 2）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 第三章 自動(dòng)售報(bào)機(jī)各部件介紹 7 （ 3）輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實(shí)際輸出。 圖 23 PLC 的掃描周河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 8 第三章 自動(dòng)售報(bào)機(jī)各部件簡(jiǎn)介 自動(dòng)售報(bào)機(jī)是集光電機(jī)一體化的自動(dòng)化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按鈕輸入信號(hào)使控制器啟動(dòng)相關(guān)位置的機(jī)械裝置完成規(guī)定動(dòng)作，將報(bào)刊輸出。自動(dòng)售報(bào)機(jī)是以單片機(jī)為核心，結(jié)合機(jī)械技術(shù)、紅外線識(shí)別技術(shù)和手機(jī)無線通信技術(shù)于一體的自動(dòng)化控制裝置。具有功能強(qiáng)大、可靠性高、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它不僅能夠自動(dòng)識(shí)別硬幣，還能夠自動(dòng)識(shí)別紙幣，還會(huì)自動(dòng)找零。其中可編程控制器 (PLC)是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。 自動(dòng)售報(bào)機(jī)將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，具有高可靠性、靈活通用、易于編程、使用方便 等特點(diǎn)，因此近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。它的控制部分是一套基于 MDB/ICP 和 32 位 RISC ARM 7TDMI 體系結(jié)構(gòu)的售報(bào)機(jī)多機(jī)多總線控制系統(tǒng)， VMC 為基于 32 位 RISC ARM 7TDMI 體系結(jié)構(gòu)的售報(bào)機(jī)控制器，是該控制系統(tǒng)的核心。 VMC 控制 12 個(gè)出報(bào)器和 2 個(gè)取報(bào)箱，不同型號(hào)的報(bào)售報(bào)機(jī)配置不同數(shù)量的出報(bào)器。 MDB 的介紹 MDB是歐洲售貨機(jī)制造協(xié)會(huì)定的一套用于協(xié)調(diào) VMC與多個(gè)外設(shè)之間通信的協(xié)議，該協(xié)議簡(jiǎn)潔明了，功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng)，最多可掛 32 個(gè)外 設(shè)，是理想的自動(dòng)售賣系統(tǒng)內(nèi)部總線協(xié)議，本項(xiàng)目在此總線上設(shè)計(jì)安裝硬幣識(shí)別找零器（識(shí)別和找零一角、五角、一元硬幣）、紙幣識(shí)別器（識(shí)別 10 和20 元紙幣）和系統(tǒng)外設(shè)（鍵盤和燈箱控制）； RTC(Real Time Clock)為生成交易記錄、異常記錄和廣告燈箱的定時(shí)開啟等功能提供時(shí)間依據(jù)； LCM 為寬溫128*64 點(diǎn)陣液晶顯示模塊；基于 I2C 總線的 2K 字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)銷售統(tǒng)計(jì)、報(bào)刊名稱、報(bào)刊價(jià)格和服務(wù)電話等信息；基于片內(nèi)總線的 512K 字節(jié) FLASHROM 用于存放 uC/OSII 嵌入式操作系統(tǒng)的 應(yīng)用程序。 LCM 的介紹 LCM 即是 LCD 顯示模組、液晶模塊，是指將液晶顯示器件，連接件，控制與驅(qū)動(dòng)等外圍電路， PCB 電路板，背光源，結(jié)構(gòu)件等裝配在一起的組件。 LCM第四章 自動(dòng) 化售報(bào)機(jī)功能分析 9 提供用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 LCD 顯示驅(qū)動(dòng)接口（有 4 位、 8 位、 VGA 等不同的類型），用戶按照接口要求進(jìn)行操作來控制 LCD 正確顯示。 LCM 相比較玻璃是一種更高級(jí)程度的 LCD 產(chǎn)品，對(duì)于小尺寸的 LCD 顯示， LCM 可以比較方便的與各種微控制器（比如單片機(jī)）連接。但是，對(duì)于大尺寸或者是彩色的 LCD 顯示，一般會(huì)占用控制系統(tǒng)想當(dāng)大部分的資源，有時(shí)根本無法 控制。在自動(dòng)售報(bào)機(jī)中，LCM 可以比較容易實(shí)現(xiàn)連接。 RTC 的介紹 RTC 是 Real Time Clock 的簡(jiǎn)稱，中文意思是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 RTC 是 PC主板上的晶振及相關(guān)電路組成的時(shí)鐘電路的生成脈沖， RTC 經(jīng)過電路的變頻產(chǎn)生一個(gè)頻率較低一點(diǎn)的 OS 系統(tǒng)時(shí)鐘，系統(tǒng)時(shí)鐘每一個(gè) CPU 周期加一，每次系統(tǒng)時(shí)鐘在系統(tǒng)初始化時(shí)通過 RTC 初始化。簡(jiǎn)單的說， RTC 的作用就是提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)給后續(xù)電路用。 EEPROM 的介紹 EEPROM 是一種電可插可編程只讀存儲(chǔ)器，它是指在掉電后數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失的一種只 讀的存儲(chǔ)芯片， EEPROM 可以在電腦上或者專用設(shè)備上擦除已有的信息，然后重新進(jìn)行編程。 EEPROM 不需要從計(jì)算機(jī)中取出即可修改，當(dāng)計(jì)算機(jī)在使用的時(shí)候可以頻繁的重編程。 EEPROM 的壽命是一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)考慮參數(shù)。它的一種獨(dú)特形式是閃存，其應(yīng)用通常是個(gè)人電腦中的電壓來擦寫和重編程。一般用在即插即用，常用在接口卡中，用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)，也常用在防止軟件非法拷貝的硬件鎖上面。 FLASHROM 的介紹 FLASHROM 是快速擦寫只讀編程器，也就是我們常說的閃存，所謂閃存是一種非易失性的內(nèi)存，屬于 EEPROM 的改進(jìn)產(chǎn)品。它的最大特點(diǎn)是必須按塊擦除（每個(gè)區(qū)塊的大小不定，不同廠家的產(chǎn)品有不同的規(guī)格），而 EEPROM 則是一次只可以擦除一個(gè)字節(jié)（ BYTE）。目前，閃存被廣泛的應(yīng)用于 PC 機(jī)的主板上，用來保存程序，便于進(jìn)行程序的升級(jí)。其另外一大應(yīng)用領(lǐng)域是用來作為硬盤的替代品，具有抗震、速度快、無噪聲、耗電低的優(yōu)點(diǎn)，但是將其用來取代 RAM 就顯得不合適，因?yàn)?RAM 需要能夠按字節(jié)改寫，而 FLASHROM 不