1、plc模擬量輸進(jìn)模塊擴(kuò)展
這里以一路12位模擬量輸進(jìn)為例，模擬信號(hào)以0～5v標(biāo)準(zhǔn)電壓的形式送進(jìn)信號(hào)輸進(jìn)端，應(yīng)用12位a/d轉(zhuǎn)換芯片max187實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。max187是12位串行a/d，具有較高的轉(zhuǎn)換速度，采樣頻率是75khz，適用于較高精度的過程控制?？紤]到實(shí)際產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場中的高頻干擾，在采樣信號(hào)送max187之前還使用了低通濾波器濾波，如圖1所示。
圖1 低通濾波、放大器及a/d轉(zhuǎn)換
max187具有內(nèi)部參考電壓，既4#管腳(ref)為 4.096v，因此，a/d轉(zhuǎn)換的全量程為4.096v。而輸進(jìn)信號(hào)是0～5v，因此，要加一級(jí)運(yùn)放把0～5v轉(zhuǎn)換成0～4.096v后送進(jìn)max187。at89c52的p1.3和max187的片選端(cs)相連、at89c52的p1.4和max187的串行時(shí)鐘信號(hào)端(sclk)相連、at89c52的p1.5和max187的串行數(shù)據(jù)輸出端(dout)相連。模擬量采樣的值存進(jìn)單片機(jī)的內(nèi)存中，再由單片機(jī)的串行口傳送給plc。a/d轉(zhuǎn)換的c51程序如下:
#include
#include
sbit ic4_s = p1^4; /* ad輸進(jìn)端口設(shè)置*/
sbit ic4_d = p1^5;
sbit ic4_c = p1^3;
void input(void )
{ unsigned char idata i;
unsigned int idata result=0x0000;
ic4_c = 0; /* cs端為低電平*/
for(i=0;i<12;i++)
{ result = result << 1;
ic4_s = 0; /*時(shí)鐘端產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖*/
ic4_s = 1;
if( ic4_d ) result++; /*從串行數(shù)據(jù)輸出端讀進(jìn)a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)*/
}
ic4_c = 1; /* cs端為高電平*/
pdat[1] = result;
}
max187的工作時(shí)序圖見圖2。
圖2 max187的工作時(shí)序圖
2、plc模擬量輸出模塊擴(kuò)展
這里以一路12位模擬量輸出為例，設(shè)計(jì)中將采用12位d/a轉(zhuǎn)換芯片max531來實(shí)現(xiàn)數(shù)摸轉(zhuǎn)換。我們?cè)趍ax531的輸出端接運(yùn)算放大器，將模擬輸出調(diào)節(jié)至0～5v，輸出部分的硬件電路如圖3所示。這里，max531是12位串行d/a，具有較高的轉(zhuǎn)換速度, max531具有內(nèi)部參考電壓，既10#管腳(refout)為2.048v，因此， d/a轉(zhuǎn)換的全量程為2.048v。而輸出信號(hào)一般要求是標(biāo)準(zhǔn)的0～5v，因此，要加一級(jí)運(yùn)放把max531輸出的0～2.048v信號(hào)轉(zhuǎn)換成 0～5v信號(hào)。at89c52的p1.0和max531的串行時(shí)鐘信號(hào)端(sclk)相連、at89c52的p1.1和max531的串行數(shù)據(jù)輸進(jìn)端(din)相連、at89c52的p1.2和max531的片選端(cs)相連。plc把要輸出的模擬量通過串行口傳送給單片機(jī)，存進(jìn)的內(nèi)存中，再由單片機(jī)完成d/a轉(zhuǎn)換進(jìn)行輸出。a/d轉(zhuǎn)換的c51程序如下:
圖3 d/a轉(zhuǎn)換及放大器原理圖
#include
#include
sbit ic2_s = p1^0; /*da輸出端口設(shè)置*/
sbit ic2_d = p1^1;
sbit ic2_c = p1^2;
void output(unsigned int dat)
{ unsigned char idata i = 12;
ic2_c = 0; /* cs端為低電平*/
while( i-- )
{ ic2_s = 0; /*時(shí)鐘端產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖*/
if ( dat &0x0800 ) ic2_d =1; /*從串行數(shù)據(jù)輸進(jìn)端讀進(jìn)da轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)*/
else ic2_d =0;
ic2_s = 1;
dat = dat << 1;
}
ic2_c=1; /* cs端為高電平*/
}
max531的工作時(shí)序圖見圖4。
圖4 max531的工作時(shí)序圖