3 系統(tǒng)軟件設計
　系統(tǒng)軟件結構如圖5所示。圖中，系統(tǒng)編輯模塊為用戶提供編輯環(huán)境，接收用戶的梯形圖程序輸入，并將其存儲為相應的文件。梯形圖語言為一種圖形語言，要直接對其進行編譯十分困難，因此并不是直接對梯形圖程序進行編譯，而是先將其翻譯成指令語言的文本形式，再對指令語言進行編譯。圖形語言編譯問題的解決，提高了代碼的利用率[6-7]。通過提取數(shù)據(jù)結構中的數(shù)據(jù)，形成C語言程序文件，經(jīng)過C51編譯器、連接器、轉換器的編譯、連接、轉換過程，生成能夠在PLC硬件上運行的可執(zhí)行文件。

3.1 用戶界面
　PLC用戶界面是實現(xiàn)可編程人機交互的重要部分，它以梯形圖語言的形式錄入用戶控制程序，以二進制形式通過串口下載到PLC硬件，其梯形圖表示的用戶編程區(qū)如圖6所示。

　PLC在進行邏輯運算之前，必須對外部信號進行采樣[8]，若要實現(xiàn)指令的功能，首先要設置外部I/O在梯形圖中的地址，系統(tǒng)才能夠對用戶程序中所使用的I/O地址與單片機的引腳地址相匹配。本設計在I/O設置對話框底層設計了如表1所示的數(shù)據(jù)處理函數(shù)。
3.2 USB通信
　PDIUSBD12的固件設計成完全的中斷驅動，當CPU處理前臺任務時，USB的傳輸可在后臺進行；后臺中斷服務程序和前臺主程序循環(huán)之間的數(shù)據(jù)交換可以通過事件標志和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來實現(xiàn)。當PDIUSBD12從USB收到一個數(shù)據(jù)包，即對CPU產(chǎn)生一個中斷請求，CPU立刻響應中斷。在中斷服務程序中，固件將數(shù)據(jù)包從PDIUSBD12內(nèi)部緩沖區(qū)移到循環(huán)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并將PDIUSBD12的內(nèi)部緩沖區(qū)清零，以便接收新的數(shù)據(jù)包，使CPU可以繼續(xù)執(zhí)行當前的前臺任務直到完成。本文利用PDIUSBD12的端點1進行命令的傳輸和應答，端點1每次接收計算機發(fā)送過來的8 B指令，其指令格式如表2所示。例如，接收到十六進制碼52 01 00 03 00 07 00 50，表示讀24C01器件從03字節(jié)開始的7個字節(jié)的數(shù)據(jù)。52H為R的ASCII碼，57H為W的ASCII碼。端點2用于數(shù)據(jù)的傳輸。
　本文在了解PLC國內(nèi)外研究狀況以及其市場需求的基礎上，提出了研發(fā)開放式PLC的概念，完成了PLC集成開發(fā)系統(tǒng)的C51模塊實現(xiàn)方案的設計，將USB通信方式引入PLC領域，所設計的梯形圖編輯器提供了梯形圖編輯平臺，實現(xiàn)了PLC的基本邏輯指令，完成計算機與控制器的USB通信。
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