本文介紹了基于軟PLC(Programmable Logic Controller，可編程控制器)的嵌入式技術(shù)起源和背景，綜述了基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)點，最后介紹了其設(shè)計和實現(xiàn)的方法。 基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)分為開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)(又稱為虛擬機系統(tǒng))。本文概述了開發(fā)系統(tǒng)，其運行于PC機的操作系統(tǒng)如Windows或者Linux等，為用戶提供一個大眾化的編程環(huán)境，它包含編輯器、編譯器、連接器、調(diào)試器和通信接口幾個部分。編輯界面友好，可以讓用戶方便的使用LD、ST和FBD三種語言編寫程序，編譯器和連接器將源程序文件編譯和連接成虛擬機系統(tǒng)可執(zhí)行的目標(biāo)代碼文件；分析了開發(fā)系統(tǒng)，其中詳細描述了編譯模塊的編制過程，實現(xiàn)了將指令表語言轉(zhuǎn)換為運行系統(tǒng)能夠識別的C/C++指令的功能；詳細地研究了梯形圖轉(zhuǎn)換為指令表語言，以及由指令表語言向梯形圖語言的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。調(diào)試器借助于虛擬機運行系統(tǒng)提供的服務(wù)可完成對應(yīng)用程序的調(diào)試糾錯；討論了uCLinux操作系統(tǒng)和編譯調(diào)試技術(shù)，以及采用ModBus/TCP工業(yè)通信協(xié)議的通信接口用于開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)之間的通信。 另一方面，本文分析了虛擬機運行系統(tǒng)，它運行于安裝了uCLinux的ARM7平臺上，包括運行內(nèi)核模塊、系統(tǒng)管理模塊和通信接口模塊。由于uCLinux沒有MMU和本身對實時性沒有什么要求，而針對基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)要求，本文在對其進行了uCLinux小型化研究的同時探討了雙內(nèi)核實時性方案，解決了uCLinux實時性不足的問題。運行內(nèi)核模塊調(diào)度和執(zhí)行應(yīng)用程序并管理時鐘。系統(tǒng)管理模塊管理系統(tǒng)狀態(tài)和內(nèi)存。通信模塊用于開發(fā)系統(tǒng)及I/O設(shè)備通信。在此基礎(chǔ)上，對基于軟PLC的嵌入式系統(tǒng)的進行了設(shè)計與實現(xiàn)，并通過試驗將編譯的目標(biāo)代碼傳遞到基于軟PLC的嵌入式運行系統(tǒng)中，實現(xiàn)了控制功能，驗證了生成目標(biāo)代碼的正確性和開發(fā)系統(tǒng)的可行性，實現(xiàn)了編輯界面友好，系統(tǒng)開放，性價比較高的軟PLC嵌入式系統(tǒng)，達到了預(yù)期的目標(biāo)，具有一定理論和應(yīng)用價值。
標(biāo)簽：
PLC
軟
嵌入式系統(tǒng)
上傳時間：
2013-04-24
上傳用戶：jiiszha
