Библиотека по современной автоматике

Выпуск 9

Г.И.Загарий, н.О.Ковзель, в.С.Коновалов, в.И.Моисеенко, в.И.Поддубняк, а.И.Стасюк

ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ

ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и плк

Министерство образования и науки Украины

ХФИ "Транспорт Украины"

Харьков 2003

ББК

УДК

З

Рекомендовано Министерством образования и науки Украины в качестве учебного пособия для студентов вузов. Письмо №14/18.2-1969 от 12 ноября 2002 г.

Рекомендовано УМЦ Укрзализныци в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта. Письмо №1/2-403 от 24 октября 2002 г.

Утверждено к печати ученым советом Украинской государственной академии железнодорожного транспорта. Протокол № 7 от 28 мая 2002 г.

Рецензенты:

Кривуля Г.Ф., д.т.н., профессор, зав. кафедрой автоматизированного проектирования ЭВМ Харьковского технического университета радиоэлектроники;

Кошевой Н.Д., д.т.н., зав. кафедрой приборов летательных аппаратов Национального аэрокосмического университета (ХАИ)

З Г.И. Загарий, Н.О. Ковзель, В.С. Коновалов, В.И.Моисеенко, В.И. Поддубняк, А.И. Стасюк.

Программируемые контроллеры для систем управления. Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и ПЛК. – Харьков: ХФИ "Транспорт Украины"; 2002. – 270 с.

Isbn – 5–7763–0384–2

Isbn – 966–7561–23–2

Описываются архитектура, принципы построения современных элементов для систем промышленной автоматики – микроконтроллеров и ПЛК.

Книга предназначена для студентов и инженерно-технических работников, занимающихся изучением, проектированием и обслуживанием современных систем промышленной автоматики.

Описано архітектуру, принципи побудови сучасних елементів для систем промислової автоматики – мікро контролерів та ПЛК.

Книга призначена для студентів і науково-технічних працівників, що вивчають, проектують та обслуговують сучасні системи промислової автоматизації.

Редакционная коллегия серии:

Гаврилюк В.И., Горелов В.Г., Евдокимов В.Ф., Загарий Г.И., Ковтуненко А.П., Королев А.В., Кравцов Ю.А., Мукминова Т.А., Небылов А.В., Новобранец А.Т., Сапожников В.В., Збитнев А.И., Свищ В.М., Соболев Ю.В., Федюшин Ю.М.



Isbn – 966-7561-23-2

Isbn – 5–7763–0384-2

Г.И. Загарий, Н.О. Ковзель, В.С. Коновалов, В.И. Моисеенко, В.И.Поддубняк А.И.Стасюк, 2003



ISBN

Украинская государственная академия

железнодорожного транспорта, 2003

 ХФИ "Транспорт Украины", 2003

Содержание

Содержание 3

Введение 6

1 Микроконтроллеры фирмы Atmel 10

1.1 Микроконтроллеры серии АТ89, совместимые с MCS-51™ 10

1.2 Микроконтроллеры AVR серии АТ90 с RISC-архитектурой 12

2. Микроконтроллер ADμC812 семейства MicroConverter™ фирмы ANALOG DEVICES 15

3 Микроконтроллеры SX18AC/SX28AC фирмы SCENIX 18

4 Микроконтроллеры фирмы MOTOROLA 22

5 Микроконтроллеры семейства Z8 фирмы ZILOG 24

6 Микроконтроллеры фирмы HOLTEK 29

7 РIС – микроконтроллеры фирмы MICROCHIP 32

7.1 Микроконтроллер PIC16F84 37

7.1.1 Архитектура микроконтроллера PIC16F84 39

7.1.2 Типы корпусов и исполнения 39

7.1.3 Назначение выводов 41

7.1.4 Регистры PIC16F84 42

7.1.5 Прямая и косвенная адресация регистров 45

7.1.6 Модуль таймера/счетчика 47

7.1.7 Предварительный делитель 48

7.1.8 Регистр слова состояния STATUS 50

7.1.8.1 Программные флаги регистра слова состояния 51

7.1.8.2 Аппаратные флаги состояния 53

7.1.9 Регистр OPTION 53

7.1.11 Организация встроенного ПЗУ 54

7.1.12 Программный счетчик и адресация ПЗУ 54

7.1.13 Стек и возвраты из подпрограмм 55

7.1.14 Данные в EEPROM 55

7.1.15 Управление EEPROM 57

7.1.16 Организация прерываний 58

7.1.17 Регистры (порты) ввода/вывода 61

7.1.18 Использование портов ввода/вывода RA и RB 65

7.1.19 Специальные функции 66

7.2 Обзор команд и обозначения 69

7.2.1 Описание команд 73

7.3 Технология разработки и отладки рабочих программ для ОМК РIС16/17 94

7.3.1 Правила записи программ на языке Ассемблера 95

7.3.2 Структура рабочей программы 101

7.3.3 Преобразование исходного текста рабочей программы в объектный модуль 105

7.4 Интегрированная среда разработки рабочих программ MPLAB для ОМК PIC 106

7.4.1 Назначение и основные функциональные возможности MPLAB 106

7.4.2 Краткая характеристика основных программ 107

7.4.3 Главное окно среды MPLAB 109

7.4.4 Инструментальная панель MPLAB 114

7.4.5 Строка состояния MPLAB 115

7.5 Пример разработки программы с использованием MPLAB 117

7.5.1 Постановка задачи и разработка алгоритма ее решения 117

7.5.2 Написание исходного текста программы 119

8. Характеристики программируемых логических контроллеров 136

8.1. Контроллеры семейства МОДИКОН 136

8.1.1. Контроллер TSX 07 Nano 136

8.1.2. Контроллер TSX Momentum 141

8.1.3. Микроконтроллер TSX 37 Micro 151

8.2. Контроллеры TSX Quantum 172

8.3. Контроллеры Siemens 185

8.3.1. Контроллер Simatic S7-200 185

8.3.2.Контроллер Simatic S7-300 193

8.3.3. Контроллер Simatic S7-400 204

9. Разработка микропроцессорных систем железнодорожной автоматики 228

9.1. Постановка задачи 228

9.2. Характеристика входных и выходных сигналов. 229

9.3. Разработка структуры системы 232

9.4. Конфигурация цепей ввода-вывода 236

9.5. Определение необходимого количества модулей ввода-вывода 239

9.6.Принципиальные и монтажные схемы 242

10. Примеры практической реализации микропроцессорных систем 249

10.1.Микропроцессорная диспетчерская централизация 249

10.2.Микропроцессорный маршрутный набор электрической централизации 256

10.2.1 Постановка задачи 256

10.2.2 Общая структура системы управления. 256

10.2.3 Расчет количества входных и выходных сигналов. 257