PLC實現(xiàn)兩線連接型數(shù)顯儀表系統(tǒng)設(shè)計

　　數(shù)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(jù)接收到的顯示數(shù)據(jù)及其小數(shù)點位置信息完成4位數(shù)碼管的動態(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(shù)據(jù)的BCD編碼和2位表示小數(shù)點顯示位置的信息。

　　3.1 外中斷0服務(wù)程序

　外中斷0由數(shù)據(jù)信號線的下降沿觸發(fā)，在其中斷服務(wù)程序中，如果檢測到時鐘線為低電平，則視為同步信號。當檢測到3個同步脈沖后，則表明收到了正確的同步信號，此時關(guān)閉外中斷0，開啟外中斷1，借助于外中斷1服務(wù)程序接收數(shù)據(jù)。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; //無效，同步脈沖清零

　　if(SysClock==3)

　　{ //檢測到3個同步脈沖

　　RecEnable=1; //置允許接收標志

　　EX0=0; //關(guān)閉外中斷0

　　EX1=1; //開放外中斷1

　　}}

　　3.2 外中斷1服務(wù)程序

　　外中斷1由時鐘信號線的下降沿觸發(fā)，在其中斷服務(wù)程序中，如果查詢到已建立允許接收標志，則接收16位顯示數(shù)據(jù)的BCD碼和2位小數(shù)點位置信息，并將其轉(zhuǎn)換為18位并行數(shù)據(jù)，存于DispData變量中供T0中斷服務(wù)程序進行顯示。由于顯示數(shù)據(jù)和小數(shù)點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現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。小數(shù)點位置信息為0～3時，表示小數(shù)點分別位于數(shù)碼管的千位、百位、十位和個位之后。如果小數(shù)點在個位之后，則不顯示小數(shù)點。當接收到18位信息后，則關(guān)閉外中斷1，重新開放外中斷0進行下一周期的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)線電平

　　if(p32==1) RecData=RecData|0x40000;

　　RecData=RecData>>1; //實現(xiàn)串/并轉(zhuǎn)換

　　DataClock++;

　　if(DataClock==19) //已接收到18位數(shù)據(jù)

　　{ //顯示數(shù)據(jù)存于DispData中

　　DispData=RecData;RecData=0;

　　SysClock=0;DataClock=0;

　　RecDone=1;RecEnable=0;

　　EX0=1; //開外中斷0

　　EX1=0; //關(guān)外中斷1

　　}}}

　　4 應(yīng)用實例

　　利用PLC系統(tǒng)的(n+1)個輸出點可以連接n臺數(shù)顯儀表，其中1點用作公共時鐘線，n點用作n臺數(shù)顯儀表的數(shù)據(jù)線。使用數(shù)顯儀表顯示PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或參數(shù)時，還必須給PLC系統(tǒng)編寫滿足時序要求的驅(qū)動程序。

　　4.1 PLC驅(qū)動程序設(shè)計

　　此處以三菱FX2N PLC系統(tǒng)為例，介紹PLC系統(tǒng)驅(qū)動程序的編寫方法。假設(shè)使用Y0作為數(shù)據(jù)線，Y1作為時鐘線，則PLC驅(qū)動程序的梯形圖如圖5所示。程序中使用D0單元存放顯示數(shù)據(jù)，其取值范圍為0～9999，D1單元存放小數(shù)點位置信息，其取值范圍為0～3。占用的資源包括計數(shù)器C0～C1和中間繼電器M100～M131，可以結(jié)合用戶程序進行相應(yīng)的調(diào)整。

　　
圖5 FX2N PLC顯示驅(qū)動程序

　　4.2 多臺數(shù)顯儀表與PLC系統(tǒng)的連接

　　多臺數(shù)顯儀表與PLC系統(tǒng)的連接如圖6所示，圖中的1臺FX2N PLC連接了8臺數(shù)顯儀表，PLC的Y10用作公共時鐘線，Y0～Y7分別用作8臺數(shù)顯儀表的數(shù)據(jù)線。PLC系統(tǒng)的驅(qū)動程序和圖5類似。由于多臺儀表的時鐘線是公共的，數(shù)據(jù)線是并行輸出的，因此多臺數(shù)顯儀表的數(shù)據(jù)刷新時間和其連接的數(shù)量無關(guān)，可以確保PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示的實時性。

　　5 結(jié)論

　　該數(shù)顯儀表無需知曉任何PLC系統(tǒng)的協(xié)議，僅使用PLC系統(tǒng)的n+1個輸出點即可實現(xiàn)在n臺數(shù)顯儀表上顯示其數(shù)據(jù)或參數(shù)。占用較少的PLC資源，既可擴充PLC系統(tǒng)的外圍顯示設(shè)備，又間接地解決了HMI無法適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等實際工程問題。

　　本文作者創(chuàng)新點：該數(shù)顯儀表解決了PLC系統(tǒng)直接驅(qū)動數(shù)碼管占用太多資源的問題，間接地解決了基于PLC系統(tǒng)通信口的一類數(shù)顯儀表需要知曉通信協(xié)議等問題。