微机接口技术简.ppt

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1、第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术第一节第一节 微处理器系统接口微处理器系统接口一、微处理器系统接口的类型一、微处理器系统接口的类型 为为构构成成完完整整的的并并有有一一定定控控制制和和运运算算功功能能的的系系统统而而将将一一个个部部件件与另外的部件连接起来，这种连接就称微处理器系统的接口。与另外的部件连接起来，这种连接就称微处理器系统的接口。微处理器系统的接口可分成四种基本类型微处理器系统的接口可分成四种基本类型 1 1、内务操作接口、内务操作接口 （数据、地址、控制三总线）（数据、地址、控制三总线）2 2、用户通讯接口、用户通讯接口 （RS232RS232、485485、PS2PS

2、2、USB USB）3 3、传感器接口、传感器接口 （ADCADC、IOIO）4 4、控制接口（、控制接口（DACDAC、IOIO、光电耦合）、光电耦合）第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(一一)内务操作接口内务操作接口 微微处处理理器器系系统统的的内内务务操操作作接接口口是是使使微微处处理理器器发发挥挥最最基基本本的的处处理理和和控控制制功功能能所所需需的的接接口口。它它包包括括各各类类总总线线驱驱动动器器、数据锁存器及三态缓冲器等。数据锁存器及三态缓冲器等。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术典型的微处理器接口典型的微处理器接口微型机算计总线数据控制 微处理器地址地址控制数据

3、总线收发器接收器微型机算计总线 时钟发生器控制驱动器驱动器DBETSCHALTIRQ BAD7D0/R/WA15A0数据总线使能三态控制暂停中断请求RES复位总线有效读/写数据总线=内务操作接口元件1时钟2时钟第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(二二)用户通信接口用户通信接口 用用户户通通信信接接口口是是指指微微计计算算机机接接收收用用户户送送入入的的信信息息或或是是向用户送出信息所需要的接口电路。向用户送出信息所需要的接口电路。这类接口有：这类接口有：u RS232 RS232u RS485/422 RS485/422u PS2 PS2u USB USBu IIC IIC、SPISP

4、I、SMBUSSMBUS第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术串行通讯的概念串行通讯的概念串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半

5、双工和全双工三种。主要参数设置：主要参数设置：波特率波特率数据位与停止位数据位与停止位数据位：数据位：5 5位、位、8 8位位停止位：停止位：1 1位、位、1.51.5位、位、2 2位位 例：例：115200115200，N N，8 8，1 1第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术流控制流控制.流控制在串行通讯中的作用流控制在串行通讯中的作用 解决丢失数据的问题解决丢失数据的问题 .硬件流控制硬件流控制 硬件流控制常用的有硬件流控制常用的有RTS/CTSRTS/CTS（请求发送（请求发送/清除发送）流控制和清除发送）流控制和DTR/DSRDTR/DSR（数据终（数据终端就绪端就绪/数据设置

6、就绪）流控制数据设置就绪）流控制 .软件流控制软件流控制 一般通过一般通过XON/XOFFXON/XOFF来实现软件流控制。来实现软件流控制。奇偶校验奇偶校验奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”1”的个数为奇数，的个数为奇数，如：如：1 01101 0110，010101010 01100 0110，00010001偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”1”的个数为偶数，的个数为偶数，如：如：1 01001 0100，010101010 01000

7、0100，00010001.第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术用户显示终端用户显示终端典型的用户通信按口电路典型的用户通信按口电路地址控制地址数据接收器总线收发器驱动器 接收器接收器地址识别器非同步通信接口 （ACIA）控制逻辑信 号发生器输出输入接地微型计算机总线读写与用户通信接口数据控制微型计算机总线总线用户终端显示地址第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(三三)传感器接口传感器接口 将检测对象输入到计算机的接口电路称为传感器接口电路将检测对象输入到计算机的接口电路称为传感器接口电路。例例如如，与与压压力力传传感感器器、温温度度传传感感器器、流流速速指指示示器器、测测速速计计

8、等等测试设备相连接的接口电路就是传感器接口电路的具体例子。测试设备相连接的接口电路就是传感器接口电路的具体例子。一个典型的微机系统与传感器接口的电路。一个典型的微机系统与传感器接口的电路。由由图图可可见见，与与传传感感器器接接口口的的电电路路除除了了仍仍需需要要内内务务操操作作接接口口所所用用的的驱驱动动器器、接接收收器器和和地地址址译译码码器器等等电电路路外外，还还需需要要将将模模拟拟量量转转换换成成数数字字量量。通通常常模模拟拟量量是是通通过过传传感感器器而而得得到的。到的。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术温度传感器温度传感器典型的微处理系统的传感器接口典型的微处理系统的传感器接

9、口微计算机总线地址数据控制传感器接口接收器接收器驱动器与门缓冲器A/D转换器地址识别地址数据控制+V热敏电阻模拟量输入数字量输出微计算机总线第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(四四)控制接口控制接口 这类接口通常与这类接口通常与“传感器接口传感器接口”同时使用。同时使用。在在过过程程控控制制中中，必必须须先先由由传传感感器器向向微微处处理理器器提提供供控控制制对对象象的的状状态态信信息息，然然后后通通过过微微处处理理器器进进行行处处理理，通通过过控控制制接接口口来来实实现微处理器对控制对象的控制。现微处理器对控制对象的控制。通通常常微微处处理理器器送送出出的的控控制制信信号号功功率率很

10、很弱弱(为为mVAmVA数数量量级级)，因因此此必必须须在在控控制制接接口口中中加加以以功功率率放放大大，才才能能驱驱动动执执行行部部件件。执执行行部部件件可可以以是是控控制制用用的的步步进进电电机机、控控制制阀阀门门开开闭闭的的线线圈圈、发发光光二极管、灯泡等。二极管、灯泡等。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术以微处理器为基础的机械控制器以微处理器为基础的机械控制器ROM 与 RAMCPU传感器接口控制接口用户通讯接口电源开关40字符显示位置控制电机液压控制器总线金属位置测距器压力位置转动编码器第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术这类接口必须解决以下两个问题：这类接口必须解决以

11、下两个问题：1)1)功率放大问题。功率放大问题。即即将将低低电电压压弱弱电电流流信信号号放放大大到到可可以以驱驱动动控控制制对对象象执执行行元元件所需的电压与电流值。件所需的电压与电流值。2)2)数模转换问题。数模转换问题。如如果果执执行行元元件件是是用用模模拟拟量量控控制制，则则必必须须，将将微微处处理理器器送送出出的的数数字字量量信信息息转转换换为为模模拟拟量量信信息息，才才能能实实现现对对执执行行元元件件的的控控制。制。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 3 3接口电路设计时注意的几个问题接口电路设计时注意的几个问题 1)1)电源的分布电源的分布 首首先先应应当当合合理理地地选选

12、择择整整个个系系统统是是共共用用一一个个中中央央稳稳压压电电源源还还是是每每一一块块印印制制电电路路板板各各 用用单单独独的的电电源源。采采用用中中央央电电源源的的优优点点是是较较省省电电，并并且且由由于于各各块块印印制制电电 路路板板无无单单独独电电源源，从从而而使使其其温温度度不不 致致太太高高，缺缺点点是是可可靠靠性性差差，电电源源一一旦旦出出故故障障，整整个个系系统统就就不不能能工工作作。采采用用分分散散的的一一块块电电路路板板配配一一个个稳稳压压电电源源，其其优优点点是是可可靠靠性性显显著著提提高高，缺缺点点是是各各板板工工作作温温升升较较高高，稳稳压压电电源源元元件件较较多多。为为

13、了了消消除除输输入入与与输输出出端端可可能能出出现现的的寄寄生生振振荡荡，还还要要求求并并联容量大小不一的钽电容。图是这两种电源方案的示意图。联容量大小不一的钽电容。图是这两种电源方案的示意图。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术稳压电源地+5V电路板1电路板20.05V0.10V4.9V4.95V电压4.8V电压4.9V接线电阻地稳压器稳压器散热散热电压5V电压5V0.1V0.05V5.1V7.95V7.9V+8V地非稳压电源中央稳压电源中央稳压电源一板一稳压电源一板一稳压电源第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术干扰渠道示意图干扰渠道示意图整流电源接口控制器IO辐射干扰供电干扰接

14、地干扰强电干扰辐射干扰驱动器检测器三、接口电路的抗干扰三、接口电路的抗干扰 第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 2 2接口电路的抗干扰措施接口电路的抗干扰措施 在在控控制制器器与与驱驱动动器器之之间间的的接接口口电电路路中中，少少不不了了由由弱弱电电转转强强电电的的电电感感性性负负载载，以以及及用用来来通通断断电电感感负负载载的的触触点点，这这些些都都是是产产生强电干扰的干扰源。生强电干扰的干扰源。对对于于这这种种干干扰扰，首首先先是是采采取取吸吸收收的的方方式式，抑抑制制其其产产生生，然然后采取后采取隔离隔离的方法，阻断其传导。的方法，阻断其传导。(1)(1)强电干扰吸收电路强电干扰

15、吸收电路 在电感负载断开时，会产生过电压，在电感负载断开时，会产生过电压，第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术强电干扰强电干扰阻阻容容抗抗干干扰扰电电路路RRRRRM3RCWCC通断ULEtUL=L*di/dt通断tULESWUW第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 对对于于强强电电干干扰扰，除除用用RCRC电电路路外外，还还采采用用二二极极管管和和稳稳压压二二极极管来吸收过电压。管来吸收过电压。强电干扰吸收电路强电干扰吸收电路VDVDVDWWVDWVDWW第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 (2)(2)驱动接口的隔离驱动接口的隔离 为为了了防防止止驱驱动动器器接接口口中中

16、的的强强电电干干扰扰及及其其他他干干扰扰信信号号进进入入控控制器，通常采用光电隔离。制器，通常采用光电隔离。驱动接口的隔离措施驱动接口的隔离措施12VK3K3K5.1K10K51pF51pFVLC第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 (3)(3)变送接口的隔离变送接口的隔离 对于由检测器传来的模拟信号，通常采用差动运算放对于由检测器传来的模拟信号，通常采用差动运算放大器来隔离干扰，其原理如图所示。大器来隔离干扰，其原理如图所示。检测器检测器输入信号输入信号差动式运算放大器抗干扰原理差动式运算放大器抗干扰原理输出信号URUR1R2R3UU干扰第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 3

17、3接地系统的抗干扰措施接地系统的抗干扰措施 防防止止从从接接地地系系统统传传来来的的干干扰扰，主主要要方方法法是是切切断断接接地地环环路路，通常采用下述措施：通常采用下述措施：(1)(1)单点接地单点接地 由由于于接接地地点点远远离离而而形形成成的的环环路路，可可采采用用图图a a所所示示单单点点接接地地的方法来切断。的方法来切断。(2)(2)并联接地并联接地 由由于于多多个个设设备备采采用用公公用用地地线线串串联联接接地地而而形形成成的的环环路路，可可用用如图如图b b所示并联接地的方法来切断。所示并联接地的方法来切断。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术抗干扰接地系统抗干扰接地系统

18、a)a)单点接地系统单点接地系统 b b）并联接地系统并联接地系统 传感器屏蔽层变送借口整流电源CRT控制器打印机接口第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(3)(3)光电隔离光电隔离 对对于于用用长长线线传传输输的的数数字字信信号号，可可用用光光耦耦合合器器来来切切断断接接地地环环路路。图图为为控控制制器器与与主主机机分分离离的的控控制制系系统统，采采用用双双重重光光电电隔隔离离来来切切断断多多点点接接地地环环路路的的例例子子。图图中中1 1、2 2、3 3表表示示不不同同的的接接地地点点。采采取取这这种种措措施施，不不仅仅能能消消除除公公用用接接地地线线及及其其引引进进的的干干扰扰，而

19、而且且能能解解决决长长线线驱驱动动和和阻阻抗抗匹匹配配问问题题，因因此此可可用用普普通通导导线线代代替价格昂贵的同轴电缆或扁平电缆进行长线传输。替价格昂贵的同轴电缆或扁平电缆进行长线传输。接地线要有足够的截面积，以免电阻过大影响接地电位。接地线要有足够的截面积，以免电阻过大影响接地电位。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术光电隔离接地系统光电隔离接地系统I/OI/OD/AA/D1122333驱动器检测器主机控制器光信号光信号传输长线第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术四、接口电路的应用四、接口电路的应用(一一)数字输入输出接口电路数字输入输出接口电路 1 1开关量输入接口电路开关量

20、输入接口电路 图为较简单的接口转换电路，当其中一个触点图为较简单的接口转换电路，当其中一个触点(如如K1)K1)闭合，闭合，光耦合件的发光二极管电路导通，二极管发光照射光敏三极管，光耦合件的发光二极管电路导通，二极管发光照射光敏三极管，使其也导通，输出高电平；反之输出低电平。使其也导通，输出高电平；反之输出低电平。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 光电耦合的接口转换电路光电耦合的接口转换电路+24VK1K2VLC+5VR2 输出 V0R 输出 V0+5VR2R3R4CR1VT第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 开开关关输输入入电电路路中中最最大大的的问问题题是是防防止止接接点

21、点的的抖抖动动，因因为为一一般般接接点点均均有有抖抖动动，且且由由闭闭合合变变断断开开时时的的抖抖动动现现象象比比断断开开变变闭闭合合时时显显著著。为为了了防防止止抖抖动动，除除上上述述电电路路中中用用RCRC电电路路以以外外，还还可可采采用用施施密密特特电电路路或或RSRS触触发发器器。图图示示出出了了RSRS触触发发器器的的消振原理和波形图。消振原理和波形图。RSRS触发器消振原理触发器消振原理QQRS触发器R S+5VSRQ第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 2 2开关量输出的接口电路开关量输出的接口电路 开开关关量量输输出出电电路路是是将将计计算算机机输输出出的的TTLTTL电

22、电平平转转换换为为控控制制继继电电器器、指指示示灯灯等等所所需需的的开开关关状状态态信信号号，并并由由此此去去控控制制有有接接点点或或无无接接点点开开关关的的开开闭闭。这这种种电电路路一一般般采采用用光光电电耦耦合合电电路路加加功功率率晶晶体管驱动电路，或采用隔离变压器电路加功率晶体管驱动电路。体管驱动电路，或采用隔离变压器电路加功率晶体管驱动电路。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术采用隔离变压器的驱动电路来自CPUK&Vi+24VVCCY1CP第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 采用光耦合器的驱动电路采用光耦合器的驱动电路KR2R1ViVLCVT+12V+24V+5V+12V

23、ViR1R2R3R4GDK第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术固体电子继电器固体电子继电器 电电磁磁式式继继电电器器的的优优点点是是结结构构简简单单，且且额额定定电电压压高高，额额定定电电流流大大，但但易易磨磨损损和和接接触触不不良良，且且开开关关动动作作的的速速度度相相对对较较慢慢。固固体体电电子子继继电电器器没没有有活活动动部部件件和和触触点点，也也就就是是无无磨磨损损和和接接触触不良等问题，开关时间也很短。不良等问题，开关时间也很短。82551压电式蜂鸣器（273-060）红黑NCTIL11或4N25PA17404+5V+5V+9V123456第五章第五章 微机与接口技术微机与接口

24、技术(二二)模拟输入输出接口电路模拟输入输出接口电路 1 1D DA A转换器与转换器与CPUCPU的接口及程序设计的接口及程序设计 D DA A转转换换器器与与CPUCPU连连接接的的方方式式有有多多种种。有有用用锁锁存存器器连连接接，有有用用可可编编程程接接口口82558255或或PIOPIO连连接接。到到底底采采用用哪哪种种方方法法由由D DA A转换器的结构形式及系统的要求确定。转换器的结构形式及系统的要求确定。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 输输入入电电路路的的程程序序设设计计首首先先要要考考虑虑模模拟拟、数数字字输输入入输输出出电电路路与微机之间信息交换采用的方式。与微

25、机之间信息交换采用的方式。1 1、无条件传输、无条件传输2 2、查询方式。、查询方式。3 3、中断方式。、中断方式。4 4、DMADMA方式方式第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术第二节第二节 单片微型计算机单片微型计算机 一、概述一、概述 (一一)单片机的特点单片机的特点 单单片片微微型型计计算算机机简简称称为为单单片片机机，即即在在一一块块芯芯片片上上集集成成了了CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、定定时时计计数数器器和和多多种种I IO O。单单片片机机可可看看成成一一个个不不带带外外围围设设备备的的微微型型计计算算机机，它它具具有有体体积积小小、功功能能强强、价价格格便便宜

26、宜等等优优点点，被被广广泛泛用用于于机机电电一一体体化化产产品品和和机机电电一一体体化化系系统中。统中。单单片片机机结结构构上上采采用用数数据据存存储储空空间间与与程程序序存存储储空空间间相相互互分分离离的的结结构构。它它的的功功能能是是通通用用的的，可可以以像像一一般般的的微微处处理理器器广广泛泛应应用用在在各各个个方方面面。单单片片机机上上的的RAMRAM作作为为数数据据存存储储器器用用，而而不不是是当作高速数据缓冲存储器用。单片机主要有以下特点：当作高速数据缓冲存储器用。单片机主要有以下特点：第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 1)1)受受集集成成度度限限制制，片片内内存存储储容

27、容量量较较小小，一一般般ROMROM小小于于4848K K，RAMRAM小小于于256256字字节节，但但根根据据需需要要可可在在外外部部扩扩展展至至6464K K字节。字节。2)2)ROMROM与与RAMRAM严严格格分分工工，ROMROM为为程程序序存存储储器器，只只存存放放程程序序指令及常数、表格等指令及常数、表格等RAMRAM则为数据存储器。则为数据存储器。3)3)为为了了满满足足工工业业控控制制需需要要，有有很很强强的的位位处处理理功功能能和和丰丰富富的的条条件件分分支支转转移移逻逻辑辑。CPUCPU逻逻辑辑控控制制功功能能及及运运行行速速度度远远高高于于一般通用一般通用8 8位位C

28、PUCPU，如如80858085、Z80Z80等。等。4)4)一一般般片片内内或或系系统统内内无无监监控控程程序序或或系系统统通通用用管管理理软软件件，只只放放置置用用户户调调试试好好的的应应用用程程序序。但但也也有有在在片片内内固固化化有有Tiny Tiny BASICBASIC语言、语言、ForthForth语言的单片机。语言的单片机。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术(二二)系统配置系统配置 系系统统配配置置即即为为满满足足人人机机对对话话和和测测控控对对象象连连接接需需要要而而配配置置的的外外围围设设备备及及其其接接口口电电路路，如如键键盘盘、显显示示器器、打打印印机机、A A

29、D D、D DA A等。等。1 1显显示示器器和和80318031的的接接口口 图图给给出出了了6 6位位共共阴阴极极显显示示器器和和803803l l的的接接口口逻逻辑辑。图图中中81558155的的PAPA口口控控制制显显示示器器的的阴阴极极电电位位，称称为为扫扫描描口口，PBPB口口控控制制各各位位显显示示器器的的显显示示字字形形，称称为为段段数数据据输输出出口口。采采用用一一位位一一位位轮轮流流点点亮亮各各位位的的方方法法(扫扫描描)，实实现现显显示器的动态显示。示器的动态显示。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术显示器和显示器和80318031接口接口PA0PA5+5V8031

30、共阴极显示器第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术2 2键盘和键盘和80318031的接口的接口 图图描描述述了了个个4 4x4x4键键盘盘与与80318031的的接接口口电电路路。键键盘盘的的引引线线接接到到P1P1口口的的低低4 4位位，键键盘盘的的行行线线通通过过二二极极管管连连线线到到P1P1口口的的高高4 4位位。P10P13P10P13作作为为键键输输入入线线，P14P17P14P17作作扫扫描描输输出出线线，初初态态时时P14P14P17P17全全为为“0”“0”。当当键键盘盘上上没没有有键键合合时时，INTINT为为高高电电平平当当键键盘盘上上任任一一键键闭闭合合时时，IN

31、TINT端端变变低低，向向CPUCPU发发出出中中断断请请求求，若若CPUCPU开开放放外外部部中中断断，则则响响应应中断请求，执行中断服务程序扫描键盘。中断请求，执行中断服务程序扫描键盘。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术4 4x4x4键盘和键盘和80318031接口接口P11P12P13+5VINT1P16P15P14P10&14131512P1710911865742130第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 3 3微打印机与微打印机与80318031的接口的接口 驱动检测PSENOEP2022A810ALEBUSP1014P1516(RESET)RESETP17复位自检G

32、D Q74LS373空走纸2716MODEL150-打印机头打印头及电机定时复位检测A07D078035（8031）第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术作业：作业：试设计一单片机应用系统：试设计一单片机应用系统：单片机采用单片机采用80318031；扩展一片扩展一片27642764；扩展一片扩展一片62646264；利用通用芯片利用通用芯片82558255扩展扩展IOIO口，并用来扩展口，并用来扩展8 8位位数码管显示。数码管显示。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术第三节第三节第三节第三节 可编程序控制器的程序编制可编程序控制器的程序编制可编程序控制器的程序编制可编程序控制器的程

33、序编制 日日本本OMRONOMRON公公司司生生产产的的可可编编程程序序控控制制器器，在在我我国国应应用用很很广广泛泛，它主要用于工业过程控制和自动化制造和机械加工等领域。它主要用于工业过程控制和自动化制造和机械加工等领域。OMRONOMRON生生产产的的PLCPLC有有大大、中中、小小型型及及超超小小型型机机，十十几几种种型型号号。其其中中C20C20、C20PC20P、C28PC28P、C40PC40P、C60PC60P为为超超小小型型机机，I/OI/O的的电电数数从从几几十十点点扩扩展展到到140140点点。C120C120、C200HC200H为为小小型型机机，C200HC200H最最

34、多多可可达达384384点点。C500C500、C1000HC1000H为为中中型型机机，I/OI/O电电数数为为512512点点和和10241024点点，C1000HC1000H采采用用多多处处理理器器结结构构，功功能能齐齐全全。C2000HC2000H为为大大型型机机，它它采采用用积积木木式式的的结结构构，使使它它功功能能更更齐齐全全，容容量量大大，速速度度快快，I/OI/O点点数数可达到可达到20482048点。点。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术 下面我们以下面我们以C20C20为例介绍为例介绍PLCPLC的基本结构，性能指标，的基本结构，性能指标，I/OI/O通道和继电器编

35、号，基本编程指令及编程实例。通道和继电器编号，基本编程指令及编程实例。一一 C20C20机的基本结构机的基本结构 I/O端口编程器I/O终端用户存储器微处理机CPU第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术1 1、微处理机、微处理机 包括包括CPUCPU、I/OI/O终端、用户存储器。它用扫描的控制方终端、用户存储器。它用扫描的控制方式，根据用户存储器中提供的程序进行工作，这部分是式，根据用户存储器中提供的程序进行工作，这部分是PLCPLC的核心部分。的核心部分。2 2、I/OI/O端口端口 主要是用来连接外部输入输出设备的。主要是用来连接外部输入输出设备的。3 3、编程器、编程器 通过编程器

36、将用户程序送入存储器。编程器的工作方通过编程器将用户程序送入存储器。编程器的工作方式有三种：式有三种：（1 1）编程方式（）编程方式（PROGRAMPROGRAM）在这种方式下，在这种方式下，PLCPLC不执行用户程序，可以读写用户程不执行用户程序，可以读写用户程序，还可以编辑、修改源程序。序，还可以编辑、修改源程序。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术（2 2）运行方式（）运行方式（RUNRUN）：）：运运行行用用户户程程序序，在在这这种种方方式式下下，用用户户可可以以通通过过编编程程器器上上的的显显示示屏屏，监监视视运运行行过过程程中中的的I/OI/O状状态态、通通道道状状态态、系系

37、统扫描时间、线路状态等。统扫描时间、线路状态等。（3 3）监控方式（）监控方式（MONITORMONITOR）：）：除除具具有有运运行行方方式式下下的的全全部部功功能能外外，还还可可以以在在PLCPLC运运行行时时强强制制I/OI/O状状态态为为复复位位或或置置位位，改改变变计计时时器器和和计计数数器器的的预预置置值，改变通道的预置数据。值，改变通道的预置数据。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术二、二、C20C20的主要性能指标：的主要性能指标：C20基本型扩展型CPUCPU存贮容量为存贮容量为512512个程序语句个程序语句 2020个个I/OI/O点点 编程系统为梯形图，指令编程系

38、统为梯形图，指令2727条条 136136内部继电器内部继电器 CPUCPU存贮容量为存贮容量为11941194个程序语句个程序语句 I/OI/O点可增加到点可增加到140140个个 其他与基本型相同其他与基本型相同 第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术三、三、I/OI/O通道和继电器编号：通道和继电器编号：PLCPLC在执行程序时，要执行各种指令，指令操作的对在执行程序时，要执行各种指令，指令操作的对象是内部变量单元。象是内部变量单元。C C系列机将输入输出和内部变量单元分为通道和继电系列机将输入输出和内部变量单元分为通道和继电器区。每个输入输出通道和每个继电器区中的继电器都有器区。每

39、个输入输出通道和每个继电器区中的继电器都有对应的编号。对应的编号。1 1、通道、通道 C20C20有有5 5个输入通道，通道号：个输入通道，通道号：00040004 有有5 5个输出通道，通道号：个输出通道，通道号：05090509 有有9 9个内部辅助继电器通道，通道号：个内部辅助继电器通道，通道号：10181018 有有1010个保持继电器通道，通道号：个保持继电器通道，通道号：HR00HR09HR00HR09 每个通道由每个通道由1616个继电器组成。个继电器组成。136点160点第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术000102030400 01 0203 04 05 06 07

40、08 09 10 1112 13 14 15第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术2.2.继电器号继电器号 它由两部分组成：它由两部分组成：XXXX XXXX 通道号通道号 通道的第几个继电器通道的第几个继电器 例如：例如：01000100 第二个通道，第一个继电器，输入通道第二个通道，第一个继电器，输入通道 101015 15 内部输助继电器编号内部输助继电器编号 C20C20有有4848个计时器计数器，编号为：个计时器计数器，编号为：TIM/CNT 00TIM/CNT 004747，计时时间为计时时间为0.10.1999.9S999.9S，计数个数为，计数个数为1 199999999个

41、。个。C20C20还有还有8 8个暂存继电器（个暂存继电器（TR0-7TR0-7），），1616个专用辅助继电个专用辅助继电器（为专门指令配备的）。器（为专门指令配备的）。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术四、四、C20C20的基本指令的基本指令 1 1；逻辑条件指令；逻辑条件指令 （1 1）LD LD-NOTLD LD-NOT LD LD称为起始指令，也就是起用常开接点；称为起始指令，也就是起用常开接点；LD-NOTLD-NOT是起用常闭接点，编程时要常用到这两个指令。是起用常闭接点，编程时要常用到这两个指令。（2 2）AND AND-NOTAND AND-NOT AND AND 串

42、联常开接点；串联常开接点；AND-NOT AND-NOT 串联常闭接点。串联常闭接点。（3 3）OR OR-NOTOR OR-NOT OR OR 并联常开接点；并联常开接点；OR-NOT OR-NOT 并联常闭接点。并联常闭接点。（4 4）AND-LD OR-LDAND-LD OR-LD AND-LD AND-LD 块与指令，无操作数；块与指令，无操作数；OR-LD OR-LD 块或指令，无操作数。块或指令，无操作数。块与和块或，实际上是两组接点间的串联与并联。块与和块或，实际上是两组接点间的串联与并联。第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术2 2、输出指令、输出指令（1 1）OUT OU

43、T 输出指令输出指令（2 2）keep keep 锁存指令锁存指令 实际上是实际上是R-SR-S触发器，它有两个输入触发器，它有两个输入 （FUN 11FUN 11）端，第一次用作置位，第二次用作复位。端，第一次用作置位，第二次用作复位。（3 3）定时、计数输出指令）定时、计数输出指令 TIM TIM 计时器号计时器号#计时时间计时时间 CNT CNT 计数器号计数器号#计数个数计数个数3 3、编码格式：、编码格式：地址地址 指令指令 数据数据0000 LD 00000000 LD 0000SRTIM 00#0000CNT 47CPR#0000第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术举例：例

44、1：AND OR-NOT LD OUT00000001000205000000 LD 0000 0001 AND 00010002 OR 0002 OUT 0500 第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术例2、AND LD050000000001000200030000 LD 00000001 OR 00010002 LD 00020003 OR 00030004 AND-LD0005 OUT 0500第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术例3、使用OR LD 05000000000200010003LD 0000AND 0001LD 0002AND 0003OR-LDOUT 0500

45、第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术例4、使用keepLD 0000 置位输入LD 0001 复位输入Keep(11)0505 将0505锁存 住，直到状态为复位 信号，继电器才复位。END（01）050500000001SR keep第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术例例5 5 使用使用TIMTIMLD 0000AND-NOT 0001TIM 00#0075LD TIM 00OUT 0500ENDTIM 0500T000000#00750001第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术例6 使用CNTCNT470003050000000001CNT47LD 0000 输入000

46、0通断3次LD 0001 时,CNT接通CNT 47#0003 继电器0500输出LD CNT47 当0001接通时OUT 0500 CNT复位第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术下面举一个电机正反转控制电路的例子先看一下继电下面举一个电机正反转控制电路的例子先看一下继电器梯形图器梯形图第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术是停车用的常用按扭，正常为接通状态是停车用的常用按扭，正常为接通状态、正反转正常开按扭正反转正常开按扭电机正转电机正转按下按下吸合上维持住这个状态吸合上维持住这个状态接触器接触器输出电机正转输出电机正转电机反转电机反转按下按下吸合上维持住这个状态吸合上维持住这个状

47、态接触器接触器输出电机反转输出电机反转、常闭的触点用于互锁，以防止常闭的触点用于互锁，以防止、同时动作同时动作为热保护继电器为热保护继电器第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术将继电器梯形图转化成将继电器梯形图转化成C C梯形图梯形图0000 0000 ：S S1 10001 0001 ：S S2 20003 0003 ：S S3 30002 0002 ：KRKR输入控制元件输入控制元件0500 0500 ：K K0 00501 0501 ：K K1 1第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术输出控制输出控制0000000105010002050005010002050000030501

48、05000000第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术LD 0000 LD 0000LD 0001 LD 0003OR 0500 OR 0501AND LD AND LDAND-NOT 0501 AND-NOT 0500AND 0002 AND 0002OUT 0500 OUT 0501 END编码语句编码语句第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术输入输出端子接线图输入输出端子接线图如果控制元件本身是常闭的，梯形图中的常闭接点变为代码时如果控制元件本身是常闭的，梯形图中的常闭接点变为代码时就不要就不要NOTNOT，而常开接点才用，而常开接点才用NOTNOT。电源S2S1S3KRK0K1

49、COM第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术下面再讲一个例子下面再讲一个例子用于检测送到包装机装配线上的产品数量的控制电路用于检测送到包装机装配线上的产品数量的控制电路当计数器计到当计数器计到1010个产品时，电路接通一个线图，电磁线圈通电个产品时，电路接通一个线图，电磁线圈通电2S2S后自动断电。后自动断电。K1K2K3K1K1CCK1CCK2第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术1000TIM00050010001000100010000000CNT470010TIM00CNT470020第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术输入装置：限位开关 0000输出到电磁线圈：1000 内部继电器（中间继电器）计数器 CC：CNT47 计数器 TIM：TIM00LD 0000 LD 0000LD 1000 TIM 00CNT 47#0020#0010 LD 1000LD CNT47 OUT 0500OR 1000 ENDANDNOT TIM00OUT 1000第五章第五章 微机与接口技术微机与接口技术作业作业1.1.实验指导书中实验二实验指导书中实验二 。把程序编制出来，下次作实验用。把程序编制出来，下次作实验用。