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可編程邏輯控制器簡稱PLC(Programmable Logic Controller)，具有編程簡單、可靠性高、通用性強和使用方便等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中的各類生產(chǎn)過程[1]。目前的PLC系統(tǒng)多用指示燈來顯示生產(chǎn)過程或設(shè)備的狀態(tài)信號，或借助于專用的人機界面（HMI）、工業(yè)PC來顯示過程變量或設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。HMI和IPC不僅增加了PLC系統(tǒng)的成本，而且無法適應(yīng)高溫、高濕熱、多粉塵的工作環(huán)境。基于LED的數(shù)顯儀表具有環(huán)境適應(yīng)性強、顯示直觀、醒目等優(yōu)點，可以滿足某些工業(yè)現(xiàn)場的特殊顯示需求。然而，如果使用PLC系統(tǒng)的I/O直接驅(qū)動數(shù)碼管進行顯示，則需要占用大量的PLC系統(tǒng)I/O資源。本文采用單片機和程序控制技術(shù)，通過特定的傳輸時序，只需使用PLC系統(tǒng)的2個I/O點即可實現(xiàn)其參數(shù)顯示。

　　1 硬件設(shè)計

　　以STC89C51為核心實現(xiàn)的PLC系統(tǒng)兩線連接型數(shù)顯儀表的硬件組成如圖1所示。整個硬件系統(tǒng)主要由STC89C51單片機、輸入接口、程序下載接口、數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路、按鍵輸入(可選)和報警輸出(可選)等部分組成。STC89C51和標準80C51保持硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)兼容，提高了時鐘速率，擴充了在系統(tǒng)編程（ISP）、在應(yīng)用編程（IAP）、電源欠壓檢測與復位、看門狗復位等功能，其I/O口經(jīng)過了特殊的設(shè)計，使其在工業(yè)控制環(huán)境中具有極高的可靠性[2]。

　　圖1 PLC系統(tǒng)兩線連接型數(shù)顯儀表的硬件組成

　　1.1 PLC系統(tǒng)輸入接口

　　PLC系統(tǒng)通過兩個輸出點將顯示數(shù)據(jù)按照一定的時序傳給數(shù)顯儀表。PLC系統(tǒng)一般有繼電器出、可控硅輸出、晶體管輸出和24V直流電壓輸出等多種形式可供選擇，一般使用其晶體管輸出或24V輸出形式經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路連接數(shù)顯儀表。為了適應(yīng)兩種輸出形式，采用光電耦合器統(tǒng)一將PLC系統(tǒng)的輸出信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號。如果PLC系統(tǒng)的輸出形式為24VDC，例如西門子的S7系列PLC，則PLC輸出與光電耦合器輸入側(cè)的連接如圖2所示。如果PLC系統(tǒng)的輸出為晶體管集電極開路或漏極開路輸出，如三菱的FX系列PLC，則PLC輸出與光電耦合器輸入側(cè)的連接如圖3所示。無論采用何種連接方式，轉(zhuǎn)換后進入STC89C51單片機的信號邏輯都與PLC系統(tǒng)的輸出邏輯保持一致。使用光電耦合器實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，有利于提高系統(tǒng)的抗干擾能力，因為干擾信號即使具有較高的電壓幅值，但其能量相對較小，形成的微弱電流一般不足以使光電耦合器導通[3]。轉(zhuǎn)換后的兩路信號分別作為數(shù)據(jù)線和時鐘線，連接到單片機的兩個外中斷輸入引腳，便于使用中斷方式傳輸顯示數(shù)據(jù)。

LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1085 CRYSTAL SET 5 27.195 N

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1084 CRYSTAL SET 4 27.145 N

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1081 CRYSTAL SET 1 26.995 N

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1083 CRYSTAL SET 3 27.095 N

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1082 CRYSTAL SET 2 27.045 N

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LOT OF 4? ELECTRIX RC ECX1077 SERVO GEAR SET QTY 4 N

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?ELECTRIX RC ECX1069 SERVO NIP

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LOT OF 4? ELECTRIX RC ECX1030 WHEEL SET WHT DISH(2)

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LOT OF 6? ELECTRIX RC ECX1027 GEAR COVER SET NIP QTY

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1022 TRANSMISSION GEAR SET

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LOT OF 3? ELECTRIX RC ECX1020 SHOCK TOWER SET NIP QT

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LOT OF 4? ELECTRX RC ECX1019 REAR SUSPENSION ARM SET

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LOT OF 4? ELECTRIX RC ECX1018 FRONT SUSPENSION ARM S

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LOT OF 2? ELECTRIX RC ECX1014 WHEELIE BAR SET 2 PACK

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4 PACK LOT OF 20? GM 11095091 BOLT QTY 20 20 05 102

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5 PACK LOT OF 50? GM 11097431 NIP 20 48 992 QTY 50

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2 PACK LOT OF 80? GM 90502418 QTY 80 8 49 928 NIP NU

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LOT OF 2? Square D Multi 9 C60 Merlin Gerin MG 24111

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LOT OF 3? MINI VISU FILTER ITW FASTEX 5/16" QTY 3 CL

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LOT OF 2? GM 55202374 SWITCH OIL PRESSURE WARNING QT

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2 PACK LOT OF 10? GM 11096811 20 48 988 BOLT QTY 10

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3? HALOGEN LAMP 110V 60W UNITY E11H NIB

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?ELECTRIX RACE ELECTRIXRC ECX1017 MAIN CHASSIS NIP

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?ELECTRIX RACE ECX1010 PRMNT REAR TIRE BLK SPIKE NIP

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?ELECTRIX RACE ECX1009 PRMNT FRONT TIRE SET BLK RIB

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LOT OF 8? Liedeco Flachring 32/27 mm mit Faltenlegeh

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LOT OF 2? CONSILIUM FIRE ALARM SALWICO NS-ACP N11301