基于以太網的控制器設計與開發(fā).pdf

1、隨著信息網絡技術的發(fā)展，在現場儀表和工業(yè)設備中應用以太網技術是工業(yè)控制網絡的一個發(fā)展趨勢。工業(yè)以太網控制系統(tǒng)由現場控制級、上位監(jiān)控級和遠程監(jiān)控級構成?；谝蕴W的控制器作為現場控制級，在網絡測控中起著承上啟下的作用。它位于傳感器和執(zhí)行機構所在的現場，一方面可以自主完成現場數據信息的采集、存儲和處理;另一方面又可將采集到的數據信息通過以太網上傳到服務器的人機交互界面以實現數據的實時顯示和分析，同時還可接收服務器的命令，根據系統(tǒng)需要對現場設

2、備進行實時控制。這種基于以太網的控制器應用領域非常廣闊，因此本文的研究具有非常大的實用價值。
　　基于以太網的控制器設計與開發(fā)，主要包括兩個方面，硬件設計與軟件設計。硬件設計方面，控制器的核心部分選擇美國Cygnal公司推出C8051F120芯片，CP2200作為以太網接口芯片，外圍設備主要包括電源模塊、監(jiān)控模塊、復位模塊、JTAG調試模塊、電路保護模塊、驅動模塊、以太網通信模塊和串口通訊模塊。軟件設計包括微控制器軟件設計與PC端

3、監(jiān)控與配置界面設計。由于Silicon集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可使用C語言或匯編語言進行開發(fā)，集軟硬件仿真、調試、下載編程于一體，是一款專門為C8051F芯片設計的軟件，所以對單片機C8051F120程序的編寫在Silicon Laboratories IDE進行。微控制器軟件設計程序主要包括對TCP/IP協(xié)議的集成和各功能模塊的實現。由于VisualBasic是一種可視化的、面向對象和采用事件驅動方式的結構化高級程序設計語言，它可用于

4、開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應用程序，所以對PC端監(jiān)控與配置界面的設計用VB開發(fā)。VB界面程序的編寫要與單片機的程序相對應。本文設計的控制器可實現以下功能:采集模擬輸入量、數字輸入量;輸出可調占空比的脈沖;輸出可變頻的方波、三角波或正弦波;可在線或通過串口修改和查詢IP及端口號;可采用位置式PID、增量式PID或模糊控制方法控制被控對象等。在實現軟硬件設計后，本文以電加熱爐溫度作為被控對象，應用設計的控制器，對其進行恒溫控制，觀測控制