1。2 本课题研究目的及意义

本课题叫基于单片机的PLC设计，这是根据我们生产中的真实需求而产生的。当我们设计一些自动控制的仪器装备时，经常会有需求做一些设备，既能完成难度较高的控制，又不能价格太高。我们知道，PLC具有编程难度低、使用稳定可靠、易于维护的优势，在工控领域被大量使用；同时，单片机的优势也很显著，它性能较强、体积小巧、价格也不高，也在工控领域被大量使用。本设计将PLC和单片机的优势结合起来，使之兼具两者的优点。在缩短单片机系统研发周期的同时，可以实现较为复杂的功能，具有很高的性价比。

PLC最为显著的一个优势就是具有很高的可靠性，对于工业现场的状况有很强的适应能力，而且PLC的编程方式十分简单，灵活多样，属于面向过程的方式，一般的技术人员经过简单的培训就可以学会。PLC也有许多明显的不足：存储空间较小；程序编写完成后不容易优化；因性能较好的产品均为国外生产，因此需要进口，售价较高。当我们需要控制的对象没有很复杂，环境也没有很严苛时，PLC的优势就很难展现，甚至提升了控制的费用。正因为如此，依据PLC的控制原理，用单片机设计小型的PLC，具有很强的实用性。

本论文依据PLC的工作方式，使用AT89C52单片机芯片设计了一款小型PLC。

1。3 本设计的主要工作及结构

本次设计是基于单片机技术来设计了一个四输入四输出的简单PLC。用来实现两个功能：

（1）实现小型直流电动机正反转控制；

（2）实现异步电动机的星型三角形启动控制。

实现方法主要包括以下几步：

第一步：查阅资料，弄懂PLC的结构，了解制作一个简易的PLC需要哪些组成模块。

第二步：选择合适的单片机，并且了解该单片机每个管脚的功能。

第三步：确定设计所需的器件及其型号，设计原理图。

第四步：根据原理图计算各元器件的参数。比如电阻、电容的大小，然后制作实物，焊接电路板。

最后，根据要实现的功能来编写程序，并且将程序下载到单片机中进行验证。

也就是说本设计分为三大块：系统硬件设计，系统软件设计，系统软硬件调试。

2 系统硬件设计

2。1 系统方案确定

2。1。1 主控模块的选型

单片机在本设计中所起的作用相当于CPU，即主控模块，所以关于它的选型极为重要。从开始有单片机到现在单片机广泛被人使用，并给生产生活带来方便，它逐渐有了各种系列（包括51单片机、AVR单片机、PIC单片机、ARM单片机、MSP430单片机等等），还有了各种各样的型号（比如PIC单片机有12，16系列；MSP430单片机有1，2，4，5，6系列等等），从一开始只有一两家公司研究生产，到现在已经不再是难解的谜题，很多公司都对它投入研究和生产，其中比较出名的就是STC、Amtel和MCS-51。这样的发展和改变让我们有了足够的选择空间，但就因为这样，为了选择一个合适的单片机，我们需要考虑到各个方面，这并不是一件容易的事。大致总结出以下几点[3]：

(1) 单片机的基本参数。比如它的速度、内存、I/O口数量等。

(2) 单片机的一些特殊功能。比如扩展RAM、RTC（实时时钟）、EEPROM、I2C接口、SPI接口、USB的接口类型、Watchdog等等。

(3) 用Flash便捷和还是OTP比较便捷。

(4) 封装：是DIP，PLCC还是贴片。

(5) 能够正常工作的温度区间。

(6) 功耗大小。

(7) 工作电压的范围。