[發明專利]一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統

有效

• 申請號: 201310248227.3
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103345193A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 郭奔;李漢瑩;朱輝平
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

1.一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：該系統包括STC12C5201AD單片機（1）、直流電源模塊（2）、光電耦合輸入模塊（3）和模擬量輸入模塊（7）、繼電器輸出模塊（4）、晶閘管輸出模塊（5）、編程下載模塊（6）、Can總線通訊模塊（13）；

所述的STC12C5201AD單片機（1）包括芯片和外部電路，外部電路由復位電路（14）和晶振電路（15）構成，所述的芯片內嵌的系統程序（8）包括編程模塊（9）和控制模塊（10），編程模塊（9）包括主函數以及實現預定指令功能的子函數庫，該主函數經編譯后鏈接調用的功能子函數庫，并通過編程軟件將上述主函數和功能子函數庫進行解釋和重構，以根據用戶的編程數據產生對應的控制指令；所述的控制模塊（10）在固定的周期內采集光電耦合輸入模塊（3）和模擬量輸入模塊（7）的狀態，并根據該編程模塊生成的控制指令進行集中的程序處理，最后采用統一刷新輸出的方式控制繼電器輸出模塊（4）和晶閘管輸出模塊（5）的狀態；

所述的直流電源模塊（2）選用B2405S?1W芯片(19)作為線性降壓型DC-DC轉換器，在輸入和輸出端并聯大容量的電解電容(20)和用于高頻濾波的獨石電容(21)來消除電磁干擾；

所述的光電耦合輸入模塊（3），采用光電隔離的措施來實現，在入口接線端使用電阻(22)、(23)對其進行分壓，然后再用普通?TLP521?光電隔離后直接接入到STC12C5201AD單片機（1）的管腳上進行采樣；

所述的模擬量輸入模塊（7）利用STC12C5201AD單片機（1）自身內部8位ADC對輸入進行轉換；

所述的繼電器輸出模塊（4）選用S8050晶閘管(29)來對輸出電路進行放大；

所述的晶閘管輸出模塊（5），通過繼電器UNL2003?達林頓管(30)內部線圈來控制其輸出狀態；

所述的編程下載模塊（6），分別選用MAX232CPE芯片(31)和MAX485CPA芯片(32)作為RS232串口和RS485串口的硬件驅動；

所述的Can總線通訊模塊（13）選用SJA1000芯片(33)，CAN總線收發器選用82C250芯片(34)，通過光電耦合器6N137芯片(35)與SJA1000芯片(33)連接以提高總線驅動能力。

2.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：復位電路（14）選用上電自動復位，是利用?RC?充電來實現的，上電延時時間由?R1（16）、C3?（17）的值來確定；振蕩電路（15）選用11.0952M的外部晶振（18）和電容使系統時鐘和串口波特率更精確。

3.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：所述的STC12C5201AD單片機（1）的E²PROM區通過模擬量輸入模塊（7）使用STC_ISP軟件直接下載寫入上位機HEX格式的程序。

4.根據權利要求3所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：HEX程序直接在Keil?uVision2軟件環境下編程C語言或匯編語言得到；或者使用梯形圖語言在GX-DEVELOPER?7軟件上得到PWM文件，再經過PWM-HEX的格式轉換得到HEX文件。

5.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：?STC12C5201AD單片機（1）管腳上同時設計有指示光電耦合輸入模塊（3）工作狀態的LED狀態指示電路（24）。

6.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：所述的模擬量輸入模塊（7）還包括分壓電阻（25、26）和濾波電容（27）構成的電路。

7.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：該系統設計開關（28）選擇模擬量輸入模塊（7）或光電耦合輸入模塊（3）輸入。

8.根據權利要求1所述的一種基于STC單片機的嵌入式PLC系統，其特征在于：在82C250芯片（34）RS管腳下拉電阻（36）。