可編程控制器硬件由如下幾部分組成:cpu、存儲器、輸入/輸出接口、外部設(shè)備接口、輸入/輸出擴(kuò)展接口、電源、編程器。
1. cpu
cpu是pc的核心,主要用來運(yùn)行用戶程序,監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。診斷電源,pc內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤 。
pc中常采用的cpu有三類:
1) 通用微處理器(如z80、8086、80286等)
2) 單片微處理器(如8031、8096等)
3) 位片式微處理器(如amd2900等)
一般來說:
小型pc:大多采用8位通用微處理器或單片微處理器;
中型pc:大多采用16位通用微處理器或單片微處理器;
大型pc:大多采用高速位片式微處理器(32位)。
小型pc為單cpu系統(tǒng),中、大型pc則大多為雙cpu或多cpu系統(tǒng)。
位片式微處理器的主要特點
速度快。 由于位片式微處理器采用雙極型工藝,所以比一般的mos型微處理器在速度上要快一個數(shù)量級。但它集成度低.需要更多的芯片,功耗也比較大。
靈活性強(qiáng)。
單片機(jī)的字長、結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)是固定的。而位片機(jī)具有cpu一切必要的部件,如寄存器和算術(shù)邏輯部件(alu),位片的寬度有2位、4位和8位幾種。用幾個位片進(jìn)行“級聯(lián)”,可以組成任寬字長的微機(jī)。另外,位片式微處理器都采用微程序設(shè)計,通過改變微程序存儲器的內(nèi)容就可變化機(jī)器的指令系統(tǒng)(即指令系統(tǒng)對用戶開放)。
效率高。位片式微處理器易于實現(xiàn)“流水線”操作,即重疊操作,能更有效地發(fā)揮其快速的特點。
2. 存儲器
可編程控制器內(nèi)部存儲器分為兩類:系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。
其中:
系統(tǒng)程序存儲器:主要存放系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能的程序。
系統(tǒng)程序已由制造廠家直接固化在只讀存儲器中,用戶不能訪問和修改。
用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器:主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。
在pc產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存儲器的形式及容量是指用戶程序存儲器。
3. 輸入/輸出(i/o)接口
i/o接口是 pc 與輸入/輸出設(shè)備聯(lián)接的部件。
輸入接口用于接收輸入設(shè)備(如:按鈕、行程開關(guān)、傳感器等)的控制信號。
輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動輸出設(shè)備(如: 接觸器、電磁閥、指示燈等)。
i/o接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾。
4. 外部設(shè)備接口
此接口可將編程器、打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相連。
5. 輸入、輸出擴(kuò)展接口
當(dāng)pc基本單元i/o點數(shù)不能滿足要求時,可通過擴(kuò)展接口連接擴(kuò)展單元以增加系統(tǒng)的i/o點數(shù)。
6. 電源
pc內(nèi)部配有一個專用直流開關(guān)式穩(wěn)壓電源,將外部交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為cpu、存儲器、i/o接口等內(nèi)部電路需要的工作電源。
7. 編程器
編程器是 pc 重要的外部設(shè)備,利用編程器可輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序或在線監(jiān)視pc工作狀況。
除手持編程器外,目前,使用較多的是利用通信電纜將pc和計算機(jī)聯(lián)接,并利用專用的工具軟件進(jìn)行編程或監(jiān)控。