【正文】 研究設計 第 8 頁 共 59 頁 成一個具有多功能的 plc 工控板 。首先要熟悉設計內容，學習掌握單片機的使用方法；精確分析并設計出該控制系統的全部工作流程圖，確定輸入、輸出的名稱功能；設計系統軟件并在畫出 PCB圖，實現全部功能，完成設計并撰寫畢業(yè)論文。 高速脈沖輸出口： 、 可以作為高速脈沖輸出口。 強制復位口： 內部集成 MAX810 專用復位電路 （外部晶振 12M 以下時復位腳可以連接 1k歐接地） 。 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 共 59 頁 模擬量檢測口： A/D 轉換 , 10 位精度 ADC，共 8路，轉換速度可達 250K/S(每 秒鐘 25 萬次 )。再加上兩路 PCA 模塊可以實現定時計數功能。兩路 PWM,8 路高速十位 A/D 轉換，通用的 I/O 口為 44 個， 內置看門狗程序。 系統設計要求 STC12C5A60S2 是宏晶科技生產的單時鐘的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代 8051 單片機。應用系統的調試步驟和方法是相同的，但具體細節(jié)與采用的開發(fā)系統（即仿真器）及選用的單片機型號有關。 4） 在程序設計完成后，利用相應的開發(fā)工具和軟件進行程序的匯編，生成程序的機器碼。具 體設計時可采用自底向上或自頂向下的方法。在子程序和中斷服務程序中，要考慮現場的保護和恢復，以及它們和主程序之間的信息交換方法。一般系統軟件的主程序和若干個子程序及中斷服務程序組成，詳細劃分主程序、子程序和中斷服務程序的具體任務，確定各個中斷的優(yōu)先級。與系統機上操作系統支持下的純軟件不同，單片機的軟件設計是在裸機的條件下進行的，而且 隨應用系統的不同而不同。在硬件設計中，需要考慮系統總線的負載能力、系統擴展時的片選方式、模擬電路的速度和精度等，如需擴展存儲器則盡量用一片完成，這樣既降低了成本，又減小了線路板的面積，同時提高了系統的可靠性。由于在系統設計中某些功能用硬件和軟件都能實現，在設計中應綜合考慮研制周期和成本等因素具體 劃分軟硬件功能。接下來要根據系統中可能遇到的傳感器、模擬電路、 I/O 接口、存儲器和顯示器等器件和設備進行器件選擇，使之符合系統在精度、速度和可靠性等方面的要求。 系統設計任務 （ 1）系統總體設計任務 在進行系統設計之前，首 先應根據對系統的功能要求及其應用環(huán)境等確定合理的、具體的功能和技術指標，對應用系統的可靠性、通用性、先進性、可維護性、以及成本等進行綜合考慮，以盡量合理并符合相應的標準。在開發(fā)的過程中，它們的設計不能完全分開，二者需要互相配合、不斷調整才能組成高性能的應用系統。硬件是指 MCU、存儲器、 I/O接口和外設等物理器件的有機組合。 本課題的任務和要求 單片機主要用于計算機外設、實時控制、儀器儀表、通信和家用電 器等各個領域，是計算機技術和電子技術的綜合性應用，在不同應用場合其技術要求各不相同，因此設計方法和研制的步驟不完全一樣。如數字濾波 ,誤差修正 ,線性化處理等。 （ 4）在智能接口中的應用 計算機系統 ,特別是較大型的工業(yè)測控系統中采用單片機進行接口的控制管理 ,單片機與主機并行工作 ,可大大提高系統的運行速度。 （ 3）在機電一體化中的應用 單片機與傳統的機械產品結合使傳統的機械產品結構簡化 ,控制走向智能化 ,構成新一代的機電一體化產品。 （ 2） 在智能化儀器儀表中的應用 （ 3） 單片機應用于儀器儀表設備中促使儀器儀表向數字化 ,智能化 ,多功能化和綜合化等方向發(fā)展。 （ 1）在測控系統中的應用 單片機可以用于構成各種工業(yè)控制系統 ,自適應控制系統 ,數據采集系統等。單片機的尋址能力也已突破 64KB 的限制 ,有的已可達到 1MB 和 16MB,片內的 ROM 容量可達 62MB,RAM 容量則可達 ,因而銷量極大 ,各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉 ,其性能價格比極高。 （ 4）優(yōu)異的性能價格比 單片機的性能極高。 （ 2）控制功能強 為了滿足對對象的控制要求 ,單片機的指令系統均有極豐富的條件 :分支轉移能力 ,I/O 口的邏輯操作及位處理能力 ,非常適用于專門的控制功能。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的 ,內部布線很短 ,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。 單片機的結構和特點 單片機的結構特征是將組成計算機的基本部件集成在一塊晶體芯片上 ,構成一臺功能獨特的 ,完整的單片微型計算機。單片機是一個單芯片形態(tài) ,面向控制對象的嵌入式應用計算機系統。而家用電器品種多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控制功能。它是家用電器實現智能化的心臟和大腦。中國在這個領域 已經 落后美國、歐洲 10~20 年 單片機的介紹 單片機又稱微控制器，或稱嵌入式控制 器。由于操作系統由計算機專家編寫，并經市場驗證，因此，其性能華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 共 59 頁 是完全可以得到保證的，借助于操作系統編程，可使程序更易寫，并能得到更高的可靠性。 3． 一線工人素質不斷提高 很多一線工人有中職、中專、大專甚至本科學歷，計算機的操作不成問題，有一些在學校中就學過一至二門的高級語言，甚至就學過 C 語言，因此，在掌握單片機的初步知識后，學習 C 語言編程不成為障礙。優(yōu)秀的單片機開發(fā)軟件如 Keil 的出現使得 “ 軟件仿真＋寫片驗證 ” 成為一種重要的開發(fā)方式。要能夠做好工控產品，關鍵是對控制對象的理解， 同樣，工業(yè)品的抗干擾處理也是如此 。 不過， 在工作 現場 中我們發(fā)現，現場很難發(fā)現有國產單片機設備的蹤影，尤其是介入控制部分的，幾乎都是國外的產品一統天下 。在一些小型化大量化應用場合一款廉價實用的 PLC 模塊具有很高的實用價值。進口 PLC 模塊功能強大，基本滿足了各種需求。本次設計準備在成本交低廉的前提下完成，使用的都是廉價的 器件，主要是 使 用單片機STC12C5A60S2，性能指數都不是很高， 通過該課題的設計掌握以 STC12C5A60S2 為核心的單片機系統的軟硬件開發(fā)過程，同時掌握 設計單片機工業(yè)控制板 的 開發(fā) 設計流程；培養(yǎng)我們綜合運用所學的基本知識、基本理論和基本技能的能力，學習解決一般工程技術基于單片機的 PLC 工控模塊的研究設計 第 2 頁 共 59 頁 和有關 專業(yè)問題的能力，學習工程設計和科學研究的基本方法，完成 對所學知識的綜合訓練。 單片機工業(yè)控制板就是為這樣的應用而度身定做的 本次設計的主要目標是學習和運用單片機的 C語言和匯編語言 ，通過現有 焊接 已有器件，實現利用單片機 STC12C5A60S2 對繼電器的控制，并且可以通過接受 收外接鍵盤輸入而在 輸出端輸出不同信號 。一臺設備數十萬或更貴，設計者當然不愿意承擔風險去用單片機控制板，而是寧愿先用貴一些的 PLC。如果你了解這臺機器的工作流程或者 你就是這樣一臺機器的操作者，又略懂一些單片機，那么這樣的程序完全可以寫出來。在這些設備中，往往大量應用 PLC，從編程的角度來看，這些 PLC 所要完成的功能非常簡單，如果用單片機來實現其功能，那是輕而易舉的。因此完全可以 開發(fā) 基于單片機構成的工業(yè)控制采集系統，成本不足千元，并且可以滿足相當一部分工業(yè)控制采集系統的需要 選題目的 工 業(yè)控制 目前 是大有可為的領域之一。PLC。s production, life, scientific research and other fields, for the human has perated into all fields of the intelligent.SCM is the intelligent core of the controller, a detection and control circuit is a single chip peripheral equipment, through the singlechip interface sends control information to the detection circuit, to required function, start, change the way of work the detection circuit to plete a measurement, singlechip read measured data, the necessary processing, calculation, transform processing, the last in a variety of ways, such as output, output to the relay output to the system main controller. The use of singlechip production PLC industrial control module, can solve the PLC industrial control on several major , to solve the problem of PLC open, PLC defect is one of the soft, hardware structure of the system is a closed rather than open, such as a dedicated bus, munication works and protocols, I/O module are not mon, almost every pany PLC are inpatible with each other, at the same time, every PLC manufacturer have their own PLC control language, which allows researchers to deal with different manufacturers PLC controller are headache, but the use of singlechip PLC production control board is not encountered such problems, because the majority of scientific research personnel have to master the C language, VB programming language, there is no modification program barriers, therefore, can be successfully debug machine so as to achieve its own control requirements, second, to resolve the PLC expensive problem, some research projects need not using PLC, DCS tens of thousands or even hundreds of thousands of yuan at the control system as a disposable test inputs, in some small control program, can be used based on the MCU PLC control module to replace, but spent only a few hundred yuan. Based on single chip PLC controller can implement logical control, sequence control, timing, counting operation instruction and standard PLC different is that it belongs to a direct operation of the PLC, the general PLC in programming from time to time to number instead, SCM PLC control board by C language and assembly language programming 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） V PLC control board is powerful, can replace the plicated relay bination, but also can be used as PLC market is another option, but also can replace the PLC control is not very plex motion process, very suitable for small control (such as machine tools, building control, small machinery, advertising neon lights), not only saves the product the space also control the cost of the product. This design task is to design a