基于FPGA的PLC輸入讀取與多操作位邏輯運(yùn)算控制器.pdf

1、可編程控制器(PLC:Programmable Logic Controller),主要應(yīng)用在各種工業(yè)控制過(guò)程。本課題旨在用ARM+FPGA架構(gòu)構(gòu)建PLC系統(tǒng),ARM主要完成對(duì)程序的編譯,FPGA則負(fù)責(zé)完成定時(shí)、計(jì)數(shù)、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸入輸出功能。
　　本文應(yīng)用FPGA并行操作的特點(diǎn)設(shè)計(jì)具有自主控制功能的輸入讀取和多操作位邏輯運(yùn)算控制器,主要取得了以下成果:
　　(1)采用FPGA構(gòu)建了PLC系統(tǒng)的整體框架,劃分了

2、功能不同的控制器,并設(shè)計(jì)了FPGA總控制器與這些分控制器的通信方式。
　　(2)提出應(yīng)用FPGA設(shè)計(jì) PLC的輸入存儲(chǔ)與讀取控制器的思路。分析了PLC開(kāi)關(guān)量狀態(tài)的采集、存儲(chǔ)和讀取過(guò)程,設(shè)計(jì)了該控制器的電路構(gòu)成和基本原理,在輸入采集命令作用時(shí),在內(nèi)部時(shí)序脈沖控制下自主完成4位一組的數(shù)據(jù)組合并存入存儲(chǔ)矩陣中。在PLC用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)位信息讀取、高速位信息讀取和數(shù)據(jù)信號(hào)的讀取。
　　(3)設(shè)計(jì)了梯形圖指令的多操作位邏輯運(yùn)算

3、控制器。該控制器重新設(shè)計(jì)了PLC的邏輯運(yùn)算指令,論述了該控制器的電路構(gòu)成和基本原理,分析了指令在內(nèi)部時(shí)序脈沖作用的執(zhí)行過(guò)程。該控制器在接收到邏輯運(yùn)算指令與操作位后,在內(nèi)部時(shí)序脈沖作用下,可以自主完成梯形圖指令的邏輯運(yùn)算功能,在FPGA總控制器讀信號(hào)作用下將運(yùn)算結(jié)果傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)總線上,實(shí)現(xiàn)了邏輯運(yùn)算指令的執(zhí)行與系統(tǒng)其它功能模塊的并行處理。
　　(4)在Actel公司的Libero IDE v8.3集成開(kāi)發(fā)軟件和ProASIC3 S