基于C8051F040单片机的嵌入式系统开

嵌入式系统是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。本文结合开发项目“基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发”，在深入研究嵌入式系统技术的基础上，提出了小型PLC设计的系统方案。硬件结构以高性能的8位嵌入式处理器C8051F040为核心，充分利用其丰富的片上资源，扩展系统的输入输出功能。软件以开发的PLC内核为核心，开发系统所需要的应用，将嵌入式PLC内核扩展为完整、实用的PLC系统。本文深入研究以C8051F040单片机为核心的PLC硬件核心电路，包括掉电保护的外部RAM、硬件看门狗和对外部扩展的接口电路。同时研究了PLC核心的内核软件，包括内核软件的基本功能、内核软件的结构和实现，以及内核对任务的管理和调度。接着研究和分析PLC的电源，结合最新的开关电源技术，设计出适合小型PLC所需要的电源。以美国功率集成公司(PowerIntegrationsInc.)的TOPSwitch-II系列的单片开关电源芯片TOP224Y为核心，提出开关电源的设计方法和步骤，以及如何选用外围元器件，并且测试了开关电源的性能。研究PLC主要硬件部分，包括输入输出和通信部分，设计出符合小型PLC的硬件电路。应用PLC内核程序，设计出具体的PLC应用软件。最后结合具体的PLC应用系统，对该PLC做整机测试，以及进行PLC网络扩展试验，对其性能进行评估。

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