PLC實(shí)現兩線(xiàn)連接型數顯儀表系統設計

　　數顯儀表的程序由初始化、外中斷0服務(wù)程序、外中斷1服務(wù)程序和定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序4部分組成。T0每隔5ms中斷1次，在其中斷服務(wù)程序中根據接收到的顯示數據及其小數點(diǎn)位置信息完成4位數碼管的動(dòng)態(tài)顯示。外中斷0服務(wù)程序用于檢測同步信號，外中斷1服務(wù)程序用于接收16位顯示數據的BCD編碼和2位表示小數點(diǎn)顯示位置的信息。

　　3.1 外中斷0服務(wù)程序

　外中斷0由數據信號線(xiàn)的下降沿觸發(fā)，在其中斷服務(wù)程序中，如果檢測到時(shí)鐘線(xiàn)為低電平，則視為同步信號。當檢測到3個(gè)同步脈沖后，則表明收到了正確的同步信號，此時(shí)關(guān)閉外中斷0，開(kāi)啟外中斷1，借助于外中斷1服務(wù)程序接收數據。如果在前一次或前兩次中斷服務(wù)程序中已檢測同步脈沖而本次未檢測到同步脈沖，則視為無(wú)效同步信號。外中斷0服務(wù)程序的主要代碼如下：

　　void Int0_Srvice(void) interrupt 0

　　{ p33=1;

　　if(p33==0) SysClock++; //有效，同步脈沖加1

　　else SysClock=0; //無(wú)效，同步脈沖清零

　　if(SysClock==3)

　　{ //檢測到3個(gè)同步脈沖

　　RecEnable=1; //置允許接收標志

　　EX0=0; //關(guān)閉外中斷0

　　EX1=1; //開(kāi)放外中斷1

　　}}

　　3.2 外中斷1服務(wù)程序

　　外中斷1由時(shí)鐘信號線(xiàn)的下降沿觸發(fā)，在其中斷服務(wù)程序中，如果查詢(xún)到已建立允許接收標志，則接收16位顯示數據的BCD碼和2位小數點(diǎn)位置信息，并將其轉換為18位并行數據，存于DispData變量中供T0中斷服務(wù)程序進(jìn)行顯示。由于顯示數據和小數點(diǎn)位置信息都是低位在前，高位在后，所以在程序中使用右移操作實(shí)現串行數據到并行數據的轉換。小數點(diǎn)位置信息為0～3時(shí)，表示小數點(diǎn)分別位于數碼管的千位、百位、十位和個(gè)位之后。如果小數點(diǎn)在個(gè)位之后，則不顯示小數點(diǎn)。當接收到18位信息后，則關(guān)閉外中斷1，重新開(kāi)放外中斷0進(jìn)行下一周期的數據傳輸。外中斷1服務(wù)程序的主要代碼如下：

　　void Int1_Srvice(void) interrupt 2

　　{ if(RecEnable==1) //允許接收

　　{ p32=1; //檢測數據線(xiàn)電平

　　if(p32==1) RecData=RecData|0x40000;

　　RecData=RecData>>1; //實(shí)現串/并轉換

　　DataClock++;

　　if(DataClock==19) //已接收到18位數據

　　{ //顯示數據存于DispData中

　　DispData=RecData;RecData=0;

　　SysClock=0;DataClock=0;

　　RecDone=1;RecEnable=0;

　　EX0=1; //開(kāi)外中斷0

　　EX1=0; //關(guān)外中斷1

　　}}}

　　4 應用實(shí)例

　　利用PLC系統的(n+1)個(gè)輸出點(diǎn)可以連接n臺數顯儀表，其中1點(diǎn)用作公共時(shí)鐘線(xiàn)，n點(diǎn)用作n臺數顯儀表的數據線(xiàn)。使用數顯儀表顯示PLC系統的數據或參數時(shí)，還必須給PLC系統編寫(xiě)滿(mǎn)足時(shí)序要求的驅動(dòng)程序。

　　4.1 PLC驅動(dòng)程序設計

　　此處以三菱FX2N PLC系統為例，介紹PLC系統驅動(dòng)程序的編寫(xiě)方法。假設使用Y0作為數據線(xiàn)，Y1作為時(shí)鐘線(xiàn)，則PLC驅動(dòng)程序的梯形圖如圖5所示。程序中使用D0單元存放顯示數據，其取值范圍為0～9999，D1單元存放小數點(diǎn)位置信息，其取值范圍為0～3。占用的資源包括計數器C0～C1和中間繼電器M100～M131，可以結合用戶(hù)程序進(jìn)行相應的調整。

　　
圖5 FX2N PLC顯示驅動(dòng)程序

　　4.2 多臺數顯儀表與PLC系統的連接

　　多臺數顯儀表與PLC系統的連接如圖6所示，圖中的1臺FX2N PLC連接了8臺數顯儀表，PLC的Y10用作公共時(shí)鐘線(xiàn)，Y0～Y7分別用作8臺數顯儀表的數據線(xiàn)。PLC系統的驅動(dòng)程序和圖5類(lèi)似。由于多臺儀表的時(shí)鐘線(xiàn)是公共的，數據線(xiàn)是并行輸出的，因此多臺數顯儀表的數據刷新時(shí)間和其連接的數量無(wú)關(guān)，可以確保PLC系統數據顯示的實(shí)時(shí)性。

　　5 結論

　　該數顯儀表無(wú)需知曉任何PLC系統的協(xié)議，僅使用PLC系統的n+1個(gè)輸出點(diǎn)即可實(shí)現在n臺數顯儀表上顯示其數據或參數。占用較少的PLC資源，既可擴充PLC系統的外圍顯示設備，又間接地解決了HMI無(wú)法適應惡劣工作環(huán)境等實(shí)際工程問(wèn)題。

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：該數顯儀表解決了PLC系統直接驅動(dòng)數碼管占用太多資源的問(wèn)題，間接地解決了基于PLC系統通信口的一類(lèi)數顯儀表需要知曉通信協(xié)議等問(wèn)題。