本书从应用的角度,详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统、各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序及接口驱动程序的设计以及MCS-51单片机应用系统的设计,并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。本书突出了选取内容的实用性、典型性。书中的应用实例,大多来自科研工作及教学实践,且经过检验,内容丰富、翔实。 本书可作为工科院校的本科生、研究生、专科生学习MCS-51单片机课程的教材,也可供从事自动控制、智能仪器仪表、测试、机电一体化以及各类从事MCS-51单片机应用的工程技术人员参考。 第一章 单片微型计等机概述 1.1 单片机的历史及发展概况 1.2 单片机的发展趋势 1.3 单片机的应用 1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用范围 1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.5 MCS-51系列单片机 第二章 MCS-51单片机的硬件结构 2.1 MCS-51单片机的硬件结构 2.2 MCS-51的引脚 2.2.1 电源及时钟引脚 2.2.2 控制引脚 2.2.3 I/O口引脚 2.3 MCS-51单片机的中央处理器(CPU) 2.3.1 运算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存储器的结构 2.4.1 程序存储器 2.4.2 内部数据存储器 2.4.3 特殊功能寄存器(SFR) 2.4.4 位地址空间 2.4.5 外部数据存储器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的内部结构 2.5.2 I/O口的读操作 2.5.3 I/O口的写操作及负载能力 2.6 复位电路 2.6.1 复位时各寄存器的状态 2.6.2 复位电路 2.7 时钟电路 2.7.1 内部时钟方式 2.7.2 外部时钟方式 2.7.3 时钟信号的输出 第三章 MCS-51的指令系统 3.1 MCS-51指令系统的寻址方式 3.1.1 寄存器寻址 3.1.2 直接寻址 3.1.3 寄存器间接寻址 3.1.4 立即寻址 3.1.5 基址寄存器加变址寄存器间址寻址 3.2 MCS-51指令系统及一般说明 3.2.1 数据传送类指令 3.2.2 算术操作类指令 3.2.3 逻辑运算指令 3.2.4 控制转移类指令 3.2.5 位操作类指令 第四章 MCS-51的定时器/计数器 4.1 定时器/计数器的结构 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON 4.2 定时器/计数器的四种工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定时器/计数器对输入信号的要求 4.4 定时器/计数器编程和应用 4.4.1 方式o应用(1ms定时) 4.4.2 方式1应用 4.4.3 方式2计数方式 4.4.4 方式3的应用 4.4.5 定时器溢出同步问题 4.4.6 运行中读定时器/计数器 4.4.7 门控制位GATE的功能和使用方法(以T1为例) 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的结构 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多机通讯 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定义 5.4.2 定时器T1产生波特率的计算 5.5 串行口的编程和应用 5.5.1 串行口方式1应用编程(双机通讯) 5.5.2 串行口方式2应用编程 5.5.3 串行口方式3应用编程(双机通讯) 第六章 MCS-51的中断系统 6.1 中断请求源 6.2 中断控制 6.2.1 中断屏蔽 6.2.2 中断优先级优 6.3 中断的响应过程 6.4 外部中断的响应时间 6.5 外部中断的方式选择 6.5.1 电平触发方式 6.5.2 边沿触发方式 6.6 多外部中断源系统设计 6.6.1 定时器作为外部中断源的使用方法 6.6.2 中断和查询结合的方法 6.6.3 用优先权编码器扩展外部中断源 第七章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 7.1 概述 7.1.1 只读存储器 7.1.2 可读写存储器 7.1.3 不挥发性读写存储器 7.1.4 特殊存储器 7.2 存储器扩展的基本方法 7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制 7.2.2 外扩存储器时应注意的问题 7.3 程序存储器EPROM的扩展 7.3.1 程序存储器的操作时序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址锁存器和地址译码器 7.3.4 典型EPROM扩展电路 7.4 静态数据存储的器扩展 7.4.1 外扩数据存储器的操作时序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字节以内SRAM的扩展 7.4.4 超过64K字节SRAM扩展 7.5 不挥发性读写存储器扩展 7.5.1 EPROM扩展 7.5.2 SRAM掉电保护电路 7.6 特殊存储器扩展 7.6.1 双口RAMIDT7132的扩展 7.6.2 快擦写存储器的扩展 7.6.3 先进先出双端口RAM的扩展 第八章 MCS-51扩展I/O接口的设计 8.1 扩展概述 8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介绍 8.2.2 8031单片机同8255A的接口 8.2.3 接口应用举例 8.3 MCS-51与可编程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介绍 8.3.2 8031单片机与8155H的接口及应用 8.4 用MCS-51的串行口扩展并行口 8.4.1 扩展并行输入口 8.4.2 扩展并行输出口 8.5 用74LSTTL电路扩展并行I/O口 8.5.1 用74LS377扩展一个8位并行输出口 8.5.2 用74LS373扩展一个8位并行输入口 8.5.3 MCS-51单片机与总线驱动器的接口 8.6 MCS-51与8253的接口 8.6.1 逻辑结构与操作编址 8.6.2 8253工作方式和控制字定义 8.6.3 8253的工作方式与操作时序 8.6.4 8253的接口和编程实例 第九章 MCS-51与键盘、打印机的接口 9.1 LED显示器接口原理 9.1.1 LED显示器结构 9.1.2 显示器工作原理 9.2 键盘接口原理 9.2.1 键盘工作原理 9.2.2 单片机对非编码键盘的控制方式 9.3 键盘/显示器接口实例 9.3.1 利用8155H芯片实现键盘/显示器接口 9.3.2 利用8031的串行口实现键盘/显示器接口 9.3.3 利用专用键盘/显示器接口芯片8279实现键盘/显示器接口 9.4 MCS-51与液晶显示器(LCD)的接口 9.4.1 LCD的基本结构及工作原理 9.4.2 点阵式液晶显示控制器HD61830介绍 9.5 MCS-51与微型打印机的接口 9.5.1 MCS-51与TPμp-40A/16A微型打印机的接口 9.5.2 MCS-51与GP16微型打印机的接口 9.5.3 MCS-51与PP40绘图打印机的接口 9.6 MCS-51单片机与BCD码拨盘的接口设计 9.6.1 BCD码拨盘 9.6.2 BCD码拨盘与单片机的接口 9.6.3 拨盘输出程序 9.7 MCS-51单片机与CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特点及技术参数 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB与MCS-51单片机的接口 9.7.4 SCIB的CRT显示软件设计方法 第十章 MCS-51与D/A、A/D的接口 10.1 有关DAC及ADC的性能指标和选择要点 10.1.1 性能指标 10.1.2 选择ABC和DAC的要点 10.2 MCS-51与DAC的接口 10.2.1 MCS-51与DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行输入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51与ADC的接口 10.3.1 MCS-51与5G14433(双积分型)的接口 10.3.2 MCS-51与ICL7135(双积分型)的接口 10.3.3 MCS-51与ICL7109(双积分型)的接口 10.3.4 MCS-51与ADC0809(逐次逼近型)的接口 10.3.5 8031AD574(逐次逼近型)的接口 10.4 V/F转换器接口技术 10.4.1 V/F转换器实现A/D转换的方法 10.4.2 常用V/F转换器LMX31简介 10.4.3 V/F转换器与MCS-51单片机接口 10.4.4 LM331应用举例 第十一章 标准串行接口及应用 11.1 概述 11.2 串行通讯的接口标准 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各种串行接口性能比较 11.3 双机串行通讯技术 11.3.1 单片机双机通讯技术 11.3.2 PC机与8031单片机双机通讯技术 11.4 多机串行通讯技术 11.4.1 单片机多机通讯技术 11.4.2 IBM-PC机与单片机多机通讯技术 11.5 串行通讯中的波特率设置技术 11.5.1 IBM-PC/XT系统中波特率的产生 11.5.2 MCS-51单片机串行通讯波特率的确定 11.5.3 波特率相对误差范围的确定方法 11.5.4 SMOD位对波特率的影响 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶闸管 12.1.2 固态继电器 12.1.3 功率晶体管 12.1.4 功率场效应晶体管 12.2 开关型功率接口 12.2.1 光电耦合器驱动接口 12.2.2 继电器型驱动接口 12.2.3 晶闸管及脉冲变压器驱动接口 第十三章 MCS-51单片机与日历的接口设计 13.1 概述 13.2 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MSM5832的接口设计 13.2.1 MSM5832性能及引脚说明 13.2.2 MSM5832时序分析 13.2.3 8031单片机与MSM5832的接口设计 13.3 MCS-51单片机与实时日历时钟芯片MC146818的接口设计 13.3.1 MC146818性能及引脚说明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各单元的编程 13.3.3 MC146818的中断 13.3.4 8031单片机与MC146818的接口电路设计 13.3.5 8031单片机与MC146818的接口软件设计 第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 14.1 查表程序设计 14.2 散转程序设计 14.2.1 使用转移指令表的散转程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散转程序 14.2.3 使用转向地址表的散转程序 14.2.4 利用RET指令实现的散转程序 14.3 循环程序设计 14.3.1 单循环 14.3.2 多重循环 14.4 定点数运算程序设计 14.4.1 定点数的表示方法 14.4.2 定点数加减运算 14.4.3 定点数乘法运算 14.4.4 定点数除法 14.5 浮点数运算程序设计 14.5.1 浮点数的表示 14.5.2 浮点数的加减法运算 14.5.3 浮点数乘除法运算 14.5.4 定点数与浮点数的转换 14.6 码制转换 ……
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传统教学用实验箱缺少培养学生独立设计硬件的环节,偏重软件设计,学生动手能力和创新性不足。为此,引入了模块化思想,将系统按功能分成6个模块,设计了创新实验板系统,采用串口通信原理,实现宿主计算机和单片机之间的通信问题。该系统要求学生根据需求,自主选材、独立设计并焊接实验板,编程之前需要自己设计实验方案并进行连线。该系统使学生参与从硬件设计到软件实现的单片机应用系统开发的全部过程,有效地弥补传统实验箱在硬件教学上的不足,全程培养学生动手能力和解决问题的能力。结果表明,本系统具有很好的稳定性和灵活性。
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基于社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术的正在不断的发展。与此同时,红外技术已成为先进科学技术的重要组成部分,由于红外线是不可见光,因此用它进行红外探测监控,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜都可以使用,而且其抗干扰能力强。防盗报警系统利用单片机控制技术,自动探测发生在布防区内的侵入行为,产生报警信号,一旦发生突发事件,就会向人们发出报警提示,从而让人即使采取应对措施。本系统采用了热释电红外传感器,它的制作简单、成本低、安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信,便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作的。因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
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对大学物理实验中放电法测高阻的传统实验,采用单片机-计算机接口技术和模数变换技术,用计算机对数据进行处理得出结果。它既可以作为自动化测量设备,也可以作为高年级大学生课程设计或毕业设计题目,对于拓宽大学生知识面,提高实际动手能力和解决问题能力有一定的价值。
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结合模拟电路、数字电路、可编程逻辑器件、单片机电子线路CAD等课程中所学的理论知识,按要求独立设计方案,培养学生独立分析与解决问题的能力
上传时间: 2013-12-27
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单片微控制器(micro-controller)是将计算机的基本环节如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等集成在一起,并能协调完成独立控制、运算等工作。我们常常也叫它单片机。随着电子技术和制造工艺的飞速发展,单片微控制器行业百花齐放,并已渗入到人类生活中的各个角落。 单片微处理器(micro-processor)跟单片机有些类似,只是我们常常用它做更多的数据处理工作。电子技术发展到现在,单片机的运算能力越来越强,存储空间越来越大,外设也越来越丰富。所以单片机与单片微处理器之间的区别也越来越小。广义的讲,他们都可以叫做单片机。作为初学者,纠结这些模糊的概念没有太多的意义,我们还是把精力放在了解他们的用处和特性上面。 图一 AT89C52 8051单片机与STM32 ARM单片机
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单片机具有逻辑控制功能灵活的特点,复杂可编程逻辑器件(CPLD)具有集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,基于二者各自的优点,设计了一种脉宽固定为1 μs,周期可调的单头、双头、三头三路脉冲产生电路,该脉冲发生器可实现在脉冲不间断的情况下改变周期,其波形要求精度高、漂移小、抗干扰能力强。
上传时间: 2013-10-22
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介绍了一种基于单片机的区域交通信号控制系统设计方案,阐述了系统的工作原理及各主要模块的软硬件实现方法。系统能够根据车流量信号动态地改变交通信号灯各状态配时,并通过无线通信技术,有效地解决了特定区域内各路口信号机之间数据的传输,实现了区域交通信号的智能控制。该系统抗干扰能力强,可靠性高,使用非常方便。
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写给学单片机的年轻人:周立功 珍惜求学机会 作为过来人思前想后,我感到完全有责任将发自心底的感受传递给年轻一代,“一个企业家心灵深处渴望优秀人才的卓越追求和深层次的叹息、痛苦和感受”。您们千万不要等到毕业求职时才觉得自己能力太差,世界上从来就没有后悔药。当然,如果您现在看了我写的这篇文章可能还不算晚,因为您还有机会在以后的岁月里奋起直追——“亡羊补牢,尤未为晚”。对于现在刚进入大学的学生,您应该更加珍惜这美好的求学机会,因为眨眼之间几年就过去了,您很快就会感到来自全社会生存竞争的压力,您面临的对手再也不仅仅是您身边的同学,今天您在班上的成绩的确是前几名,但一走到社会上去才感到是多么地脆弱而又多么地不堪一击。 面试本科生 在面试大多数本科生时,我仅仅是询问了一些有关MCS-51 系列单片机的基本原理,但却几乎很少有人能够完全答对,简直是五花八门。很多作为一个即将毕业的自动化专业本科生,至今还不知道单片机是这个专业的核心基础,难道不可悲吗?您的水平不高我完全心中有底,其实我只要求这些学生能够掌握单片机应用开发的基本技能,用汇编和C51 写过一些基本的程序,真正动手做过一些简单的项目,然后将自己做过的项目写成比较规范的文档。我想,这种形式的“自我介绍”肯定要比让别人看您那写的千遍一律的“八股文”简历不知要强多少倍,古人言:“一叶知秋”其实讲的就是这个道理。平心而论只有具备这样基础的学生才配得上企业花钱对您进行二次“开发” 事实上,很多学生根本就不管老师平时是多么地劝导都听不进去,我认为您只要平时善于做一个有心人,主动一些多找老师请教,然后从大三开始帮老师打打下手干一些活。还有一个途径就是自己花钱购买一些学习开发实验板,加强动手能力的训练。但也有很多学生说没有钱,可事实上并非如此,现在的学生购买手机成风,我不知道手机对您们现在来说到底有多大的用途?事实上,现在的学生家庭条件普遍都不太好,可这些孩子们的攀比心里却十分地严重和可怕。到今天即将毕业之际才感到找工作太难。父母一个子儿地攒下一些辛苦钱给您购买电脑容易吗?“望子成龙――可怜天下父母心”!他们是希望您能够学到一些真本事,而您可能很多时间都在玩游戏,上网聊天,实际上对于您来说仅仅是举手之劳,只要花几百元买一块实验板,辛苦一个暑假的时间强化实践,可能您就会与众不同。与此同时,可能您的信心大增,前途一片光明。俗话说得好:仓库有粮,心中不慌!如果您平时没有准备,那么临时匆匆忙忙地上阵面试肯定是要败下来的。从2003 年开始是全国第一次扩招之后毕业人数最多的第一年,以后的毕业生还会更多,同时还有更多的研究生与本科生抢饭碗,面对就业的困境压力不能说不大,痛苦在其中。还有就是我每天都要面临那些看不完的自我介绍简历,很可惜几乎都是清一色的“八股文”令人讨厌。其实只要您的成绩不是太差,分数不是应聘成功的关键,重要的是做人要踏实,不要有水分,实际上,只要将您平时做过的小制作写成一篇心得,再带上您的作品,“事实胜于雄辩”这样更能打动人。还有很多经历了四年本科又三年研究生阶段学习行将毕业的硕士生,不仅不知道嵌入式操作系统是什么东西,而且连C++都不能熟练掌握,驱动程序开发的能力就更不容提了,仅仅做了一个单片机的应用设计就拿到硕士文凭了,术业缺乏专攻泛泛而谈,说句实在话,怎么样也教人无法接受啊!对于我来说,如果您没有特别的才能,我宁愿用三年时间培养一个好的本科生给更高的待遇,他肯定不比一般的硕士生差。所以,考上了研究生之后,您要时刻明白加强动手能力的培养和前沿科学技术的学习至关重要的,这是您将来面试的“杀手涧”,因为您毕业之后要求的工资待遇起码是一般本科生的两倍,但是这个钱不是那么好拿的。顶多3-5 年的时间,大家肯定能够看到一个现实,那就是如果您还不能熟练地掌握嵌入式操作系应用开发技术的话,您只能拿2000 元的月薪。即便您是研究生或是博士,那又有什么稀奇的呢?邓伯伯有句名言,不管白猫还是黑猫,抓住老鼠就是好猫!我们知道企业家是要赚钱的,否则这个企业就留不住人才,无情的市场竞争机制将会毫不犹豫地将这个老板淘汰出局。一个可持续发展的企业,如果离开了富有聪明才智的优秀人才,那是不可想象的。光有几个还不行,而是要有一个卓越的军团。 就业问题 其实就业的问题,对于一个努力的人来说是何等地简单,我面试了300 多本科生,我只对其中几个成绩中等的本科生感兴趣,他们主要是参加过2001 年全国电子大赛,有的是平时业余时间,暑假及其寒假都在跟老师干活的学生,与他们聊天真是一种莫大的享受和欣慰,对于我来说真的是如获至宝。于是,我就立即劝他们,您的成绩中等确实难以考上好的学校和导师还不如不考研究生以免浪费时间,同时也充满自信告诉他们,“我就是伯乐!我愿意给您机会和花钱培养您”。事实上,即便您考上研究生,如果没有遇上具有超前眼光和经费充足的导师,您读了也白读,更何况现在的研究生扩招的这么多?一个导师带那么多研究生,有那么多课题吗?即便有的话,他应付得过来吗?可能残酷的现实将会让您看到,毕业之后回头一看还远远不如当年同您一道毕业的同班同学。确实也是,人家的机会比您好得多,关键是人家对待机会比您把握得好,可以说:恰到火候。难道非要读研究生理论水平才高吗?这是何等地荒谬啊!我们知道电子与计算机技术的发展日新月异。大学的更新速度一定就要快吗?回答是否定的,比如说推广PHILIPS 的最新单片机和USB 技术吧!他们的更新速度肯定比一个可持续发展的企业要慢得多,难道说我们的人才水平不够高吗?我们公司就有一批这样在各个领域里出类拔萃的“年轻专家”从 2003 年开始,我们将会有一系列的专著在北京航空航天大学出版社出版,大多数的著作都来自于我们长期的基础研究和应用开发,可以毫不夸张地说这些都是我们这个年轻团队合作的结晶。他们是优秀和卓越的人才,他们没有就业的压力,他们不怕炒鱿鱼,相反我倒时刻要想尽办法加强公司的管理,从工资,奖金,福利,生活和事业成就感等各个方面绞尽脑汁善待人才和留住人才,这么努力的人才根本就不需要过多地为工作和生活发愁,对于这个问题当然是仁者见仁智者见智,也就是下面我要讲到的问题,一个人如何根据自己的特点、条件和机遇对自己如何定位的问题,也是至关重要的。 定位问题 比如说,如果您对单片机的理解仅仅是入门水平的话,那么您首先就应该低调一些,因为您主要的任务是为了寻找一个可以学习的机会,说句实在话,此刻此刻您一定要清醒地意识到:寻找伯乐比眼前的利益更加重要!因为您现在确实还没有可以骄傲的资本,您一定要想尽办法取得第一次正式踏入社会的入场卷,这对您来说是何等地重要啊!俗话说得好,“万丈高楼从地起”您一定要寻找机会通过业绩表现出您的能力,您确实与众不同之处。这样您就可能在一个公司里树立您的“信用”,有了信用之后随之而来的机会将会越来越多,到那时您根本就不用不愁自己的待遇和地位问题了。所以对于一个刚刚步入社会的年轻人来说,您能够做到以“诚信” 打天下,您将来的前途肯定是无限光明。千万不要感到自己在班上的成绩是前几名或者相对来说自己的动手能力相比之下比同学强多少、多少,或者自己在读书期间贷了多少款,或者家里是多么地缺钱,因为当您加入整个社会的竞争之后,这些都不是您要求高薪的理由,这个时候您的心态将可能会决定您的命运,因此对自己要有充分的认识和正确的估价,经常是很多学生用这些理由向我开出高价,我无话可说只好“摇头和叹息”。 如果您的水平还不够,我认为也不要自卑,要知道机会是时刻属于有准备的年轻人,但也不可掉以轻心,此时此刻,您应该振作起来,立即拿起书本努力学习和加强实战的训练,待到羽翼丰满之时大胆地走出去闯荡,让社会来对您做一个恰当的评价,然后再根据现实的情况不断地调整自己,继续学习和实践,由于电子和计算机科学的高速发展呈现日新月异的变化局势,您一定要明白:您距离失败永远只有6 个月!
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随着计算机网络及现场总线技术技术的发展,PLC及触摸屏在工业控制和楼宇自动化中的应用非常广泛。现场总线技术及其总线接口模块、智能仪表、控制设备等组成的综合监控系统已成为当前自动化技术发展的一个重要方向。在工控领域,PLC与触摸屏结合运用的技术已越来越为工程人员所了解与熟悉 ,由于触摸屏具有操作简便、界面美观直接、编程容易掌握、与PLC通讯良好、抗干扰能力强等等特点 ,它正迅速地渗入各个行业 ,发挥自动化控制的最大优势。 PROFIBUS提供了两种通信协议:DP、FMS,富士UG系列的触摸屏支持其中的DP协议。富士触摸屏具有很强的兼容性,可以与近30个厂家的PLC通讯,兼容性极强,而且还可以和计算机通讯(开放式通讯协议)。
上传时间: 2013-11-24
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