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、外部設備接口、輸入/輸出擴展接口、電源、編程器。
1. cpu
cpu是pc的核心,主要用來運行用戶程序,監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。診斷電源,pc內部電路工作狀態(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。
單片機的字長、結構和指令系統(tǒng)是固定的。而位片機具有cpu一切必要的部件,如寄存器和算術邏輯部件(alu),位片的寬度有2位、4位和8位幾種。用幾個位片進行“級聯”,可以組成任寬字長的微機。另外,位片式微處理器都采用微程序設計,通過改變微程序存儲器的內容就可變化機器的指令系統(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“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
可編程控制器內部存儲器分為兩類:系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。
其中:
系統(tǒng)程序存儲器:主要存放系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調用、管理、邏輯運算、通信及各種參數設定等功能的程序。
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。
用戶程序及數據存儲器:主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數據、中間結果。
在pc產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/輸出設備聯接的部件。
輸入接口用于接收輸入設備(如:按鈕、行程開關、傳感器等)的控制信號。
輸出接口用于將經主機處理過的結果通過輸出電路去驅動輸出設備(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. 外部設備接口
此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設備與主機相連。
5. 輸入、輸出擴展接口
當pc基本單元i/o點數不能滿足要求時,可通過擴展接口連接擴展單元以增加系統(tǒng)的i/o點數。
6. 電源
pc內部配有一個專用直流開關式穩(wěn)壓電源,將外部交流/直流供電電源轉化為cpu、存儲器、i/o接口等內部電路需要的工作電源。
7. 編程器
編程器是 pc 重要的外部設備,利用編程器可輸入、檢查、修改、調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和計算機聯接,并利用專用的工具軟件進行編程或監(jiān)控。