單片機可程式控制器

單片機具有較強的開關量邏輯記憶、判斷，數據運算、處理能力，並具有體積小、功能多樣化、可靠性高、價格低等特點。

單片機可程式控制器的優點在於：系統結構緊湊、造價低、針對性強，在設計時完全按照需要擴充I/O接口，選擇輸入輸出電路與裝置的類型以及記憶體容量，可以更加方便靈活地構成自己適用的控制系統，沒有不必要的浪費，而且在控制性能方面仍能保持PLC的優勢。 相對於PLC的不足（記憶體有限，編程最佳化調試困難；價格高；針對性差等）單片機可程式控制器有更好的針對性，使用上也更加的靈活，調試方便，價格較低，但是它本身也有很大的缺陷，語言程式同普通的繼電器迴路差別較大，編程的邏輯方式同梯形圖也有很大的不同，程式寫法學習起來難度較大，對於使用者十分挑剔。由於這個原因，此類型的單片機可程式控制器推廣難度大，一直在我國國內無法得到很好的推廣！
開關量邏輯和順序控制是PLC的最基本套用範圍，可用PLC取代傳統繼電控制、順序控制等，如組合工具機的加工過程自動控制一般可由PLC完成。我們在此給出一個組合工具機的控制系統實例，該組合工具機具有多刀同時工作且工作自動循環的功能，控制它的是一個由單片機外加輸入輸出電路所構成的單片機可程式控制器。該系統不但完全可以實現對工具機的開關量邏輯和順序控制，而且具備PLC系統對各種開關量邏輯和順序控制的特性。其硬體結構原理圖見圖1，軟體流程圖見圖2。

圖2

根據輸入輸出信號的點數，擴充了若干個I/O接口，接口採用8255A。按照實際套用需要，輸入電路應具有光電耦合器隔離、消除抖動及噪聲的RC濾波器、電平轉換等，在此例中，它將多個行程開關、壓力繼電器的狀態信號輸入。輸出電路可以有電晶體輸出型、繼電器輸出型、靜閘管輸出型等，在此例中採用了直流固態繼電器和交流固態繼電器，用於控制電磁鐵的通斷電與電機的啟停。
系統軟體設計採用了PLC的循環掃描工作方式，這種串列工作方式避免了繼電器控制系統中觸點競爭和時序分配的問題。為了配合這種工作方式，系統在記憶體中開闢有I/O映象區，存放現場數據和運算處理結果。每個掃描周期分為輸入採樣、邏輯關係處理和數據刷新、輸出控制三個階段。在輸入採樣階段，順序讀入所有工具機開關量輸入信號（系統各工步的動作主令信號），並將讀入的數據存入記憶體中所對應的輸入映象寄存器，緊接著對輸入輸出映象暫存器數據與狀態進行邏輯運算與處理，並根據結果刷新輸出映象暫存器的內容。在輸出控制階段，將輸出映象暫存器中的狀態以控制信號的形式送到輸出接口電路，去控制外部負載。 鑒於此，根據不同的控制目的，按照PLC的工作方式及控制理念，設計有針對性的小規模經濟型控制系統，具有明顯的實用性。