- •Г.И.Загарий, н.О.Ковзель, в.С.Коновалов, в.И.Моисеенко, в.И.Поддубняк, а.И.Стасюк
- •Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и плк
- •Рецензенты:
- •Isbn – 5–7763–0384–2
- •Isbn – 966–7561–23–2
- •Isbn – 966-7561-23-2
- •Isbn – 5–7763–0384-2
- •Содержание
- •Введение
- •Раздел 1
- •1 Микроконтроллеры фирмы Atmel
- •1.1 Микроконтроллеры серии ат89, совместимые с mcs-51™
- •1.2 Микроконтроллеры avr серии ат90 с risc-архитектурой
- •2. Микроконтроллер aDμC812 семейства MicroConverter™ фирмы analog devices
- •3 Микроконтроллеры sx18ac/sx28ac фирмы scenix
- •4 Микроконтроллеры фирмы motorola
- •5 Микроконтроллеры семейства z8 фирмы zilog
- •6 Микроконтроллеры фирмы holtek
- •7 Рiс – микроконтроллеры фирмы microchip
- •7.1 Микроконтроллер pic16f84
- •7.1.1 Архитектура микроконтроллера pic16f84
- •7.1.2 Типы корпусов и исполнения
- •7.1.3 Назначение выводов
- •7.1.4 Регистры pic16f84
- •7.1.5 Прямая и косвенная адресация регистров
- •7.1.6 Модуль таймера/счетчика
- •7.1.7 Предварительный делитель
- •7.1.8 Регистр слова состоянияStatus
- •7.1.8.1 Программные флаги регистра слова состояния
- •7.1.8.2 Аппаратные флаги состояния
- •7.1.9 Регистр option
- •7.1.11 Организация встроенного пзу
- •7.1.12 Программный счетчик и адресация пзу
- •7.1.13 Стек и возвраты из подпрограмм
- •7.1.14 Данные в eeprom
- •7.1.15 Управление eeprom Управляющие регистры для eeprom
- •Регистры eecon1 и eecon2
- •7.1.16 Организация прерываний
- •Внешнее прерывание
- •Прерывание от переполнения счетчика/таймера
- •Прерывание от порта rb
- •Прерывание от eeprom
- •7.1.17 Регистры (порты) ввода/вывода
- •7.1.18 Использование портов ввода/вывода ra и rb Организация двунаправленных портов
- •Последовательное обращение к портам ввода/вывода
- •7.1.19 Специальные функции
- •Сторожевой таймер wdt
- •Тактовый генератор
- •Таймер сброса dtr
- •Биты конфигурации
- •Защита программы от считывания
- •Режим пониженного энергопотребления
- •7.2 Обзор команд и обозначения
- •7.2.1 Описание команд
- •7.3Технология разработки и отладки рабочих программ для омк рiс16/17
- •7.3.1 Правила записи программ на языке Ассемблера
- •Операция
- •Операнд
- •Директивы Ассемблера
- •7.3.2 Структура рабочей программы
- •7.3.3 Преобразование исходного текста рабочей программы в объектный модуль
- •7.4 Интегрированная среда разработки рабочих программ mplab для омк pic
- •7.4.1 Назначение и основные функциональные возможности mplab
- •7.4.2 Краткая характеристика основных программ Редактор mplab
- •Ассемблер mpasm
- •Компилятор mplab-c
- •Программный симулятор-отладчик mplab-sim
- •7.4.3 Главное окно средыMplab Главное меню mplab
- •МенюFile
- •МенюProject
- •МенюEdit
- •МенюDebug (отладка)
- •Меню picstart plus (меню программирования)
- •МенюOptions (параметры)
- •МенюTools
- •7.4.4 Инструментальная панельMplab
- •7.4.5 Строка состояния mplab
- •7.5 Пример разработки программы с использованием mplab
- •7.5.1 Постановка задачи и разработка алгоритма ее решения
- •7.5.2 Написание исходного текста программы
- •Раздел 2
- •8. Характеристики программируемых логических контроллеров
- •8.1. Контроллеры семейства модикон
- •8.1.1. Контроллер tsx 07 Nano
- •Варианты конфигураций
- •Импульсные выходы
- •Программное обеспечение
- •Контрольные вопросы:
- •8.1.2. Контроллер tsx Momentum Общая характеристика
- •Концепция построения
- •Архитектура tsx Momentum
- •Подключение tsx Momentum к сети Modbus Plus
- •Коммуникационный адаптер для сети Interbus
- •Коммуникационный адаптер для сети Profibus dp
- •Коммуникационный адаптер для сети fipio
- •Коммуникационный адаптер для сети Ethernet I/o
- •Базовые модули ввода – вывода
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.1.3. Микроконтроллер tsx 37 Micro Общая характеристика
- •Базовое исполнение tsx 37-10
- •Дисплейный блок
- •Базовое исполнение tsx 37-21 и tsx 37-22
- •Источники питания
- •Коммуникационные возможности
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.2. КонтроллерыTsxQuantum Общая характеристика
- •Источники питания
- •Модули ввода-вывода
- •Модули интерфейса Quantum
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.3. Контроллеры Siemens
- •8.3.1. КонтроллерSimaticS7-200
- •Центральные процессоры
- •Входы и выходы контроллеров s7-200
- •Коммуникационный модуль
- •8.3.2.Контроллер Simatic s7-300
- •Центральные процессоры
- •Сигнальные модули
- •Функциональные модули
- •Коммуникационные модули
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.3.3. Контроллер Simatic s7-400
- •Центральные процессоры
- •Модули ввода-вывода
- •Функциональные модули
- •Коммуникационные процессоры
- •Блоки питания
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 3
- •9. Разработка микропроцессорных систем железнодорожной автоматики
- •9.1. Постановка задачи
- •9.2. Характеристика входных и выходных сигналов.
- •9.3. Разработка структуры системы
- •9.4. Конфигурация цепей ввода-вывода
- •9.5. Определение необходимого количества модулей ввода-вывода
- •9.6.Принципиальные и монтажные схемы
- •Индивидуальные задания
- •10. Примеры практической реализации микропроцессорных систем
- •10.1.Микропроцессорная диспетчерская централизация
- •Объекты контроля
- •Объекты управления
- •10.2.Микропроцессорный маршрутный набор электрической централизации
- •10.2.1 Постановка задачи
- •10.2.2 Общая структура системы управления.
- •10.2.3 Расчет количества входных и выходных сигналов.
- •Расчет потребного количества выходов
- •Управление стрелкой
- •Перечень объектов контроля
- •Расчет потребного количества входов
- •Выбор конфигурации программируемого логического контроллера
- •Разработка структуры информационного взаимодействия компонентов системы
- •Программируемые контроллеры для систем управления.
- •Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и плк
- •61052, Харьков, ул. Красноармейская, 7, тел. 24-22-98.
- •61052, Харків, вул. Червоноармійська, 7, тел. 24-22-98.
Центральные процессоры
В серии S7-200 имеется 8 разновидностей центральных процессоров, отличающихся производительностью и набором функций:CPU210,PDS210,CPU212,CPU214,CPU215,CPU216. У модулей более позднего выпускаCPU221,CPU222 иCPU224 по сравнению с базовымиCPU212 иCPU214 производительность повышена на 70%. Объем памяти программ пользователя центральных процессоров существенно отличается в различных модулях от 0.5 Кбайта/185 К инструкций до 8 Кбайт/2.5 К инструкций. Соответственно изменяются и размеры памяти данных (от 512 слов до 2.5 Кбайт) вCPU222 и 224, табл.8.17. Отдельные модулиCPUимеют защиту данных, с сохранением во встроенномEEPROMили в ОЗУ. Время сохранения данных в ОЗУ с буферным конденсатором до 190 часов, а с буферной батареей – 200 дней. Выполнение программы может осуществляться по трем вариантам: свободные циклы, запуск по аппаратным прерываниям, запуск по временным прерываниям. Количество уровней вложения подпрограмм может доходить до восьми. Программы могут иметь до трех уровней парольной защиты от несанкционированного доступа.
Таблица 8.17
Характеристика контроллера SimaticS7-200
Параметры |
Тип центрального процессора | ||||
CPU 210 |
CPU 212 |
CPU 215 |
CPU 221 | ||
Память программ пользователя |
0.5 Кбайт (185 К инструкций) |
1 Кбайт (0.5 К инструкций) |
8 Кбайт (4 К инструкций) |
4 Кбайт (1.3 К инструкций) | |
Память данных |
------- |
512 слов |
2.5 К слов |
2 Кбайт | |
Время выполнения логической операции |
0.95 мкс |
1.2 мкс |
0.8 мкс |
0.37 мкс | |
Количество флагов, счетчиков, таймеров |
48 4 4 |
128 64 64 |
256 256 256 |
256 256 256 | |
Количество входов |
4 |
8 |
14 |
6 | |
Количество выходов |
4 |
6 |
10 |
4 | |
Модули расширения I/O |
------- |
До 2 |
До 7 |
------- | |
Тип выходного ключа |
Транзистор, реле |
Транзистор, реле |
Транзистор, реле |
Транзистор, реле | |
Количество выходов в группе |
4 |
6.3 |
8 и 2 |
4 | |
Напряжение питания, В |
Входных цепей |
= 24 В |
= 24 В |
= 24 В |
= 24 В |
Выходных цепей |
= 24 В |
= 24 В; ~24 – 230 В |
= 24 В ~24 – 230 В |
= 24 В ~24 – 230 В | |
Напряжение питания контроллера, В |
= 24 В |
= 24 В; ~24 – 230 В |
= 24 В; ~24 – 230 В |
= 24 В; ~24 – 230 В |
Программирование контроллеров S7-200 производится на языкеSTEP-7Micro/Win(LAD,STL,FBO). Ниже приведены основные операции из набора инструкций: логические операции, передача, сдвиг, адресация результата, сохранение, счет, вызов подпрограмм и т. д. Кроме этого, для удобства пользователя имеются дополнительные функции: арифметические операции с целыми и действительными числами, извлечение квадратного корня, ШИМ. Эти функции часто называют дружественными пользователю. Прерывание по входу может осуществляться по параллельному или (и) по спадающему фронту наблюдаемого сигнала. Время выполнения одной логической операции колеблется от 0.37 до 1.2 мкс. Счетчики обеспечивают сложение, вычитание, формирование прерывания при достижении определенного заранее установленного значения.
Для соединения с ПЭВМ, панелями операторов и программаторами на лицевой панели контроллеров S7-200 имеется два разъема под RS 485. В свободно программируемом режиме возможен обмен данными с формированием прерываний. Отдельные модели CPU имеют интерфейс Profibus-DP, при этом скорость передачи данных может достигать 12 Мбит/с.