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1、摘要可编程序控制器作为一种工业控制计算机，其最大特点是“可编程”， 即突出了软件的柔性控制思想。与其它控制设备相比较，它具有功能完善、扩展灵活和可靠性高等明显优势，目前已成为工业生产控制领域中最常见最重要的核心装置。 本文结合可遍程序控制器的应用现状，分析了它的基本原理与实现方式，提出了一种基于通用微机（工控PC机）ISA总线技术开发的智能化嵌入式可编程序控制器系统设计方案，并且详细说明了组成系统的硬件电路设计；同时针对梯形图编辑软件专用性太强的现况，顺应控制领域开发化的潮流，设计了梯形图集成开发环境，着重论述了梯形图程序的编辑、编译部分。在嵌入式PLC软件开发及实现过程中所解决的主要问题有：
2、1 编制了梯形图集成开发环境。采用模块化设计思想，逐一编写了文件、编辑、编译、通讯和监控模块，实现了梯形图程序的建立、存储、打印、编辑、编译和传输，并且可以监控程序的运行状态。在编译模块中留有接口，用户可根据可编程控制器的CPU类型编写相应编译程序。该软件经实例验证表明能较好地完成上述模块的基本功能。2 正向深度优先单趟扫描算法。该算法把把梯形图看成由功能元件和连接元件组成的稀疏网络矩阵，利用连接元件间的不同组合表示功能元件间不同的逻辑关系，并据此对程序逻辑行中的所有路径进行单趟扫描编译，编译结果与手工翻译一致。嵌入式有效地解决了PLC与主机通讯和协调工作的问题，可满足控制系统实时性的要求，同
3、时性价比优越，无疑是可编程序控制器今后一个极具有研发价值的发展方向；以编程语言的开放化为出发点而设计的梯形图集成开发环境。关键词：嵌入式、梯形图编辑、梯形图编译原理ABSTRACTProgrammable Logic Controller(PLC) is a kind of industrial control computer, the most important feature is “programmable”, which gives prominence to the idea of softwares flexible control. Compared with other c
4、ontrol equipment, PLC possesses many advantages such as perfect function, convenient expand and high reliability etc, and at present becomes the most important and the widely used center device. Combined with application actuality, the elemental principle and effectuation mode of PLC are analyzed in
5、 details in this thesis, and based on ISA technique of microcomputer or industrial control PC a design plan of intelligent embedded PLC system is presented as well. The author also explains the system hardware circuit design in detail. At the same time, in order to conform the opening tendency of co
6、ntrol filed and solve the problem that ladder diagram software is narrowly limited to special purpose, in this thesis the edit, compile part of ladder program are emphatically discussed. The main problems solved in the development and complete process of embedded PLC software and hardware are introd
7、uced as follows:1. Composition of ladder diagram program IDE. Based on the modularization design idea, this software is compose of modules of File, Edit, Compile, Communicate and Monitor etc, can composed of modules of File, Edit, Compile, Communicate and Monitor etc, can complete many functions for
8、 ladder diagram file: New, Open, Save, Print, Edit, Compile, Communication, and monitor the running status of program. It is possible for user to develop and write his own compile subprogram according to the CPU type of PLC through interface set into the compile module in advance. It is verified in
9、practice that the software can fulfil the basic functions of each module mentioned above. 2. Forward depth-first one-way scanning arithmetic. In this arithmetic ladder diagram is looked upon as a loose matrix network composed of function elements and link ones, the logic relation between the former
10、is expressed by the way of combination of the latter, and according to this expression all paths of the logic row in program is scanned in single pass, the compiled result consistent with hand interpretation. The embedded mode of PLC effectively solved the problem of communication and coordination b
11、etween master and slave computers, can meet the requirement of real-time control of the system require, and the cost performance ratio is also superior to the others. Thus it is no doubt that this mode is a valuable developing orientation. Beginning with opening program language, the design of ladde
12、r diagram IDE is a valuable try and exploration for improving the generalization and standardization of ladder diagram software.Keyword: Embedded PLC；Edit of ladder program; Thesis compile of ladder program目录1可编程序控制器的基本知识.81.1可编程序控制器的发展.81.2可编程序控制器的原理及应用111.2.1可编程序控制器的硬件原理.111.2.2可编程序控制器的工作原理.121.2.
13、3可编程序控制器的特点、分类与应用.131.2.4可编程序控制器的实现方法及其现状.152硬件电路描述.172.1中央处理器.182.2通讯模块.192.3存储器模块.192.4输入/输出模块.202.5硬件总体结构框图.213梯形图语言的编辑.213.1梯形图的格式223.2梯形图编程元件233.2.1编程元件的分类.233.2.2编程元件的定义.243.2.3编程元件的显示.263.2.4编程元件的存储格式.283.3梯形图网络293.3.1网络的结构.293.3.2网络的存储.303.4梯形图集成开发环境323.4.1全屏幕编辑.323.4.2梯形图集成开发环境.353.4.3菜单技术和
14、状态栏.373.4.4文件模块.383.4.5编辑模块.393.4.6集成环境的使用.393.5小结404梯形图编译.424.1梯形图功能元件间的逻辑关系.434.2连接元件的相互组合464.3正向深度优先单趟扫描算法514.3.1 连接元件组合的扫描处理.534.3.2 算法详述及框图.544.3.3编译指令594.4小结.61致谢.62参考文献.63附录.641 可编程序控制器的基本知识1.1 可编程序控制器的发展 随着计算技术、电子技术、自动控制理论、精密测量技术等先进科学技术的快速发展和融合应用，电气自动控制系统已成为现代化生产设备不可或缺的重要组成部分。它使得传统的工作机构、传动机构
15、等结构大为简化；并且进一步提高了生产设备的自动程度和加工效率，扩大了工艺范围，缩短了新产品试制周期，加速产品更新换代；同时可提高产品加工质量，减少工人劳动强度和降低产品成本；进而引发了生产加工技术和制造业质和量的飞跃发展。 在现代化生产设备中，尤其是大型数控加工中心，其机械运动部件有主运动部件、进给运动执行部件、交换刀具的机械手以及冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置。运动部件做为电气自动控制系统的控制对象，它们的运动需要采集处理和控制大量的开关量、数字量、脉冲量以及模拟量信息。例如电机的启动停止，电磁阀的开闭，产品的记数，温度、压力、流量的设定与控制等。这些均涉及到大量的继电器线圈的得电与失电、
16、行程开关的受压或未受压、触头的吸合或释放和开关的闭合或断开。固定接线式的继电器装置体积庞大、可靠性差、特别是控制逻辑修改困难，显然不能适应这种要求，因此人们对电气自动控制系统中的主体控制装置提出了更通用、易变易修、可靠经济的要求。最有代表性的是1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司从用户角度出发，提出了新一代控制器应具备的十大条件，设想把计算机功能完备、灵活通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置；并把计算机的编程方法和程序送入方式加以简化，用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使得对于不熟悉计算机的人也能方便地使用。 在世界
17、性技术改造浪潮的冲击下，1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制成功第一台可编程序控制器PDP-14，用于通用汽车公司的生产线，取代了传统的继电器控制系统。1971年日本凭借本国集成电路技术的优势，进一步提高了可编程控制器的集成度，并开始成批生产可编程控制器。1973年欧洲各国也开始研制和生产可编程控制器。我国于1974年开始研制可编程控制器。从此这项技术就迅速发展起来，人们按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子元件、逐步形成了具有特色的各种系列产品。 可编程控制器大致经历了实用化发展规律（七十年代中期）、成熟期（七十年代末期）和加速发展（九十年代）三个阶
18、段。 早期的可编程控制器仅有逻辑运算、计时、计数等顺序控制功能，用于开关量控制，所以将其称为PLC（Programmable Logic Controller）即可编程序逻辑控制器。随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC采用通用微处理器之后，在概念、设计、性能价格比及应用方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗、体积减小、成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且在远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示方面有实质性的发展。这使得PLC正向电气控制、仪表控制、计算机控制一体化方向发展，从而成为自动化控制系统的基本装置和构成柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系
19、统（CIMS）、工厂自动化（FA）的主控单元。1.2 可编程序控制器的原理及应用1.2.1 可编程控制器的硬件原理 可编程控制器的种类很多，各种不同型号的产品结构也各不相同，但就其基本组成原理而言，却大致相同，可用图1.1来表示。其主体由中央处理器CPU、输入/输出接口、存储器系统（EPROM/RAM）及编程器和外围部件等组成。 中央处理单元是整个系统的核心，负责协调各部分的工作，可接收并存储从编程器送入的用户程序和数据；可以扫描方式接受现场输入装置的状态或数据并存入缓冲区内；可进行必要的监控和故障自诊断。存储器系统分为系统程序存储器和用户程序存储器，分别存储系统工作程序和用户程序。输入/输出
20、接口是CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件，包括输入隔离和输入选择器、输出锁存器和驱动电路，以及输入/输出显示电路。编程器作为PLC的重要外设，用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。电 源开关量CRT输出接口模拟量脉冲量C P U驱动电路光电隔离外部设备输入接口EPROM扫描程序I/O管理R A M用 户 存 储 器用户逻辑I/O信息编 程 器磁 盘键 盘图1.1 PLC基本组成原理1.2.2可编程控制器的工作原理 PLC工作过程是周期循环顺序扫描的工作过程，即对输入信号采集、执行用户程序和输出控制都采用集中成批处理的工作方式，其信息流的空间关系和时间关系可分别用图1.2和图
21、1.3表示。由图可见输入部分收集、站存被控对象实际运行的数据和状态信息；PLC即逻辑部分处理输入部分所得信息，并按被控对象实际动作要求产生输出结果；输出部分向被控设备提供实时操作与处理。所以由PLC作为中间处理环节的控制系统可描述为：输入变量PLC输出变量。输入信号输入端子光电隔离输入映象区输出映象区输出锁存输出信号输出端子 输入刷新 程序执行 输出刷新 2ms 2ms 输入采样 输出刷新图1.2PLC信息流的空间关系1.2.3可编程控制器的特点、分类与应用 国际电工委员会（IEC）于1987年2月颁布可编程控制器的标准草案第三稿，对可编程控制器的定义是：起动初始化公共处理I/O刷新运行用户程
22、序“可编程控制器是一种数学运算操作系统，专为工业环境下应用设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程控制器及其外围有关设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。” 图1.3PLC信息流时间关系该定义详实地阐明了可编程控制器是一种工业控制计算机，其最大的特点就是“可编程”，即接受了计算机控制技术中突出软件控制的思想，使得控制程序可变，具有良好柔性；同时采用面向过程语言编程，简化编程，方便使用；采用冗余措施和容错技术提高可靠性和保密性；系统构成简
23、单，安装调试工作量少；有较强的存储功能和输入/输出接口及智能外围接口；功能完善，扩展灵活，便于实现网络化等都是它具有别于继电器控制和通用微机的显著特点。PLC按I/O点数和为用户程序提供的内存容量大小规格可分为：小型（I/O点数128点，用户程序的内存容量为1KW）、中型（I/O点数1024点，用户程序的内存容量为2-4KW）、大型（I/O点数为1024-2048点，有的甚至可达到目的92之多，用户程序内存容量为几十KW到几百KW）。按控制性能和配置情况可分为低档、中档、高档三种；按外形结构和外部连接使用分为整体式、模块式和叠装式。 小型PLC多采用整机紧凑的结构形式，属于低档类，一般使用梯形
24、图编程，价格较低，整机坚挺性好，便于安装，是工厂采用新技术改造远继电器控制系统的理性机型，具有良好的发展前景。中大型PLC功能更强，运算速度更快，可以使用多种编程语言，属于中高档类，一般采用后两种结构。由于这种插件装配结构形式要求各模块和部件有更为灵活和通用的系统结构，因此造价较高，但PLC所占相对份额较低，而灵活通用的结构给系统设计、组装选配备品备件、方便维修所带来的好处，将越来越引起系统设计人员的重视。 基于上述优势，可编程控制器广泛地应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环抱、娱乐等各行业，有顺序控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信等几种类型，主
25、要涉及到开关逻辑、闭环过程控制、机械加工的数字控制、机器人控制以及组成多级控制系统等方面。在一般企业中的应用大致可分为以下三种规模：a. 使用小型或超小型PLC对单机或小型、简单的工艺流程的控制，输入？输出量仅限于开关量。b. 使用单台PLC对一个多设备系统或大、中型工艺流程的控制，已包括模拟量的输入和输出。c. 使用PLC网络系统实现对部门、车间或全厂的分级分布式生产过程控制，包括一定的管理功能。1.2.4可编程控制器的实现方法及其现状 从计算机系统结构的角度来看，软件和硬件在逻辑功能上是等效的，软件实现的功能可以用硬件或固件来完成，硬件实现的功能也可以有软件的虚拟来完成，只是其性能、价格、
26、实现难易程度等不同而已。具有相同功能的计算机系统，其软/硬件的功能分配可以在和宽的范围内变化。基于上述观点，可将可编程控制器的实现方法分为三种：外挂式PLC、嵌入式PLC和虚拟式PLC。外挂式PLC是指利用许多PLC具有联网和与微机串行通讯的功能，通过其通讯接口与控制系统构成一个整体的电气控制方式。PLC串行通讯功能在联成网络级控制方式中是有一定优势的，但在和微机通信是速度较慢，故方式多用于实时要求不高的场合,微机在控制系统中只起监测和管理作用,并不参与实时控制.在工业现场通讯信息量比较大的情况下采用串行方式会出现传送中断的现象,而且外部继电器的动作反映到主机时会存在长达几十毫秒的滞后时间.可
27、见外挂PLC难以胜任。随着控制系统需要实现的控制功能越来越复杂，在微机都必须参与实时控制的系统中，如果采用串行通讯将导致系统性能的下级。为了提高速度，一般方法是采用微机扩充I/O接口与PLC的输入输出点相连，进而配合主机的软件以并行方式实现微机与PLC之间的数据交换。这种做法严重地损失了PLC的输入输出点数，加重了主机的负担，增加了系统的规模和成本，降低了系统的可靠性。另外，对于外挂式方式，当输入/输出点数多的时候，不论是模块式还是叠装式结构，体积会随点数的增多而增多，安装不太方便。虚拟式PLC是把PLC的CPU和存储器等部件由微机的软件虚拟实现，直接利用控制系统主机CPU周期性地进行逻辑运算
28、，通过合理设计软件机构，配合普通的开关量I/O卡实现对电气开关的控制方式。控制系统有软件和硬件方面的故障，硬件故障是构成故障的主体，提高PLC可靠性的有效途经就是缩小硬件的规模，尽可能由软件来实现。基于这种认识，虚拟式PLC的确极大地简化了硬件结构，它与微机之间的通信非常简单快速，解决了PLC与微机协同工作的问题。但此方式中主机CPU要直接参与逻辑的运算和处理过程，占用了主机的部分工作时间，会导致整机速度下降。另外系统软件中的缺陷往往也是产生故障的主演因素，并且机率比较大。所以把过多的功能集中到主机从而使得主机发生故障的风险加大，一旦系统正在运行过程中，主机CPU或系统软件发生故障，整个系统将
29、陷入瘫痪，甚至会产生不可估量的后果。嵌入式PLC可以看作是一种智能性I/O接口卡，它通过微机总线直接与控制系统构成一体，卡上自带有CPU来完成开关逻辑运算处理与控制。采用总线技术与微机进行通讯，速度较外挂方式大为提高，能满足实时控制系统的要求。智能化I/O接口卡有处理和智能化作用，它首先具有一般I/O接口的连接外设与主机CPU进行信息交换的功能，其次还有两大功能：实现接口控制的改变和进行接口数据处理。所以嵌入式PLC是一个完全独立于微机的计算机系统，在不增大系统体积的同时，减轻了主机负担，使主机CPU腾出更多的时间去处理其他事情，提高了主机的工作效率；通过自身CPU对I/O数据的预处理，减少了
30、主机I/O的机率和提高了主机有效的数据存储空间。可见该方式相对于虚拟方式分散了主机的故障风险。综上所述，嵌入式PLC作为一个完整的计算机系统，其软/硬件的分配是合理的，既能有效解决PLC与主机通信和协调工作的问题，满足控制系统实时性大要求，又能改善主机性能，提高体统的可靠性和可维护性，同时又具有低廉的价格。这种方式在实际应用中已逐步被人们认可，并作了有益的开发和尝试。随着工控机和微机自身性能的不断完善和发展，嵌入式必定是可编程控制器实现方法的一个重要的发展和研究方向。2 硬件电路描述嵌入式PLC硬件系统的工作原理与计算机的工作原理是基本一致的，主要包括以下几个单元或模块：中央处理单元、存储器模
31、块、输入输出模块以及通讯模块。下面将详细的叙述各个单元模块的作用。2.1 中央处理单元可编程控制器的核心部分就是中央处理单元。它的任务主要是将外设的状态读入并对其进行处理，再将处理结果经输出装置去控制外部设备。因此中央处理单元在系统中起主导作用。对于中央处理单元而言要有一定的要求，不仅要具有高集成度、高速度、高可靠性，还要求具有数值运算和通讯接口，逻辑功能更强，并且受板卡体积的限制要求体积小，为机电一体化创造条件。在此我们使用的是MCS-8051单片机，INTEL的MCS-51以其完善的并行三总线（AB，CB，DB）、全双工串行口（UART）以及内部灵活的SFR管理模式、布尔处理系统配置等为发
32、展下一代单片机打下良好的基础，赢得了不少电气厂家的青睐。8051是一种高功能的微控制器，可以较好的达到上述要求，位嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的有效方案。它同时具有以下特点：它是一个8位微处理器。片内数据存储器RAM（128B），用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果及显示的数据。片内程序存储器ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始数据和表格。但是也有一些单片机内部没有ROM。四个8位并行IO接口P0P3，每个既可以用作输入，也可以用作输出。两个计数器定时器，每个定时器。计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置除定时方式，并可以根据计数或定时的 结
33、果实现计算机控制。五个中断源控制系统。一个全双工UART的串行I/O口，易于实现单片机直接或单片机与微机之间的串行通讯。片内振荡和时钟产生电路，单石英警惕和微调电容需要外接。最高允许振荡频率为12Hz.温度使用范围为：民用 0C70C工业品 40C85C军用品 55C125C2.2 通讯模块为了实现主机与单片机之间的数据与信息的交流和传递，本系统采用并行通讯方式。在本系统中采用的是双口RAM IDT7130来实现主机与从机间的信息传递，构成双边共享RAM，具有数据传送速率高、传输量大且片内解决了总线访问造成竞争等优点。IDT7130是美国IDT公司采用高性能的CMOS工艺生产的高速1K*8的双
34、端口静态RAM，最大存取时间为20ns，并且带有内总线仲裁电路，具有BUSY、INT两种总线仲裁方式，还提供了两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线，允许两个CPU对它进行访问。2.3存储器模块80C51单片机内部的4K ROM只读存储器ROM以及128B的内部随机存储器RAM，双口随机存储器IDT7130 （K）和外部扩展的一8K可编程存储器EPROM和一片8K RAM程序数据共用的随机存储器IRAM2186几部分共同组成了嵌入式PLC系统的存储器单元。因为80C51片被的ROM不能改写其中的程序，不便于实验与开发，所以在设计中扩展一片EPROM2764来解决这一问题，用它来存放体形图程序
35、和指令。用户应用程序是随控制器的事业环境而定的，随生产工艺的不同而变动，但这种变化并不是经常发生的，体形图程序确定后，一般固化到EPROM中。嵌入式PLC的用户程序由主机编译体形图程序后送来，存入到IRAM中所以本系统中数据存储器空间和程序存储器空间是统一编址的，在PLC中，运用程序存储器操作指令向IRAM中写入用户逻辑处理程序；在PLC运行阶段，单片机再向IRAM中取出指令运行。（设计过程中选用IRAM是因为它结合了静态RAM和动态RAM的优点，并且不用外部另加刷新电路，其内部已经有刷新电路）。2.4 输入/输出模块嵌入式PLC是一种工业控制计算机，其控制对象是工业当中的设备生产过程，I/O
36、模块就是实现了此功能，在联系外部设备与单片机方面起了很重要的作用。它主要将被控对象的各种变量采集到并送到被控对象或生产现场，最终去驱动外部各机构正常运行，实现实时控制。本系统具有*个输入接点，*个输出接点，以及几个扩展。2.5硬件总体结构框图i RAM2186双口RAMIDT7130 ISA总线 单片机80C51 1 3 8 级 连译码GAL16V874LS24474LS273光电隔离光电隔离EPROM 2764图2.1 嵌入式PLC硬件系统总体结构框图3 梯形图语言的编辑 梯形图语言是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，是一种用继电器触点符号表示触点，用短线表示连线
37、，用线圈或括弧表示输出线圈或设备，或用逻辑实用符号表示逻辑关系的图形语言，使用最为广泛。前面已经提及可编程控制器的标准化程度较差和开发较为困难的原因，一方面是硬件设计不兼容，另一方面就是各厂家的指令系统不同。硬件原理大体一致，易于标准化，而编程语言即使同是梯形图语言编译后也各不相同。梯形图的最大优势在于它形象直观地表达了输入点和输出点之间的逻辑关系。梯形图语言中的编程元件是PLC为用户提供的编程资源，不同厂商的PLC，型号规格虽然有很大区别，但它们的基本编程元件的类别和功能还是很相似的。所以有必要在编程语言这一环节从开发化和标准化的角度进行有益的探索和研究。3.1 梯形图的格式 顾名思义，梯形
38、图程序呈梯形状。从计算机内部的操作方式来说，图中继电器接点反映了相应继电器的内部状态:常开接点表示原变量,常闭接点为其反变量,一般输入接点不论是外部的按钮、行程开关，还是继电器触点，不计及物理属性，常开和常闭状态分别用图形符号表示为；输出用线圈表示满足一定条件后将实现的某种操作的结果，也可以视为给内部相应变量赋值，一般用括号、；圆形或椭圆形表示。左右 侧 00 010250 侧母03母 线 线物理行 逻辑行 图3.1梯形图格式说明为叙述方便，这时可以把梯形图的图形分为两种：物理行和逻辑行。如图3.1所示，物理行即每个编程件所在的图形行，主要表示单个编程元件的操作功能，简单地说，一个编程元件就对
39、应一个物理行，占用PLC的指令表程序中的一个程序步。实际应用中，单个编程元件不能构成完整的操作功能，所以一般不单独使用。逻辑行指的是由左起的若干接点构成的逻辑条件到输出至右边某个输出继电器线圈为止的一组物理行，它反映了程序中一个独立的IO操作功能。从逻辑设计角度看，一个逻辑行相当于布尔代数中的一个逻辑代数方程式。梯形图实际上是由软件实现的控制逻辑，所以左右两侧母线已不再是实际继电器梯形图中的供电母线，而只表示编程中的界限。在总体布置中， 梯形图从上到下顺序编排所有的逻辑行程序；在同一个逻辑行中，则从左至右编写各个物理行。按照习惯画法，一个逻辑行的输入条件应从左侧母线开始连接，可最多有16条串并
40、联构成的支路，每条支路可容纳11个接点；体现逻辑行输出控制结果的线圈，必须紧靠右侧母线。CPU也是按照同样顺序解释执行程序，完成控制功能。3.2 梯形图编程元件3.2.1 编程元件的分类透过梯形图内在的畹辑关系和它所代表的控制功能，将每一个符号根据其所在列的位置赋予具体意义，可以把梯形图看作一个由两种符号构成的稀疏矩阵网络，一种符号为功能符号，包括输入输出的常开常闭符号、中间继电器符和定时计数器符号及可实现一定功能的符号；别是连接前者的连接符号， 表明与其相连左右功能符号间的相互关系。两种符号的按列相间互相组合明确表达了梯形图程序的意图-控制象间的逻辑关系。由上可知，编程元件按其作用和位置分为
41、功能元件和连接元件，部分功能元件名称及其表示符号如表3.1。连接元件名称及其表示符号见表3.2，表中十个符号代表了两个功能元件之间的所有连接关系。3.2.2 编程元件的定义功能元件已输入输出为例如图3.2所示,除自身元件名称外,还带有相应的物理地址,并指向其连接的左右的连接元件.每个输入输出功能元件对应于一个快捷键，所以器元件名称采用快捷键的扫描码；由于利用89C52的内部RAM作为其IO 映象区，故物理地址为两位十六进制数，为了便于显示，将其定义为字符型；指向左右连接元件指针定义为Linksign型。表3.1功能元件表功能元件名符号表示功能元件名符号表示输入常开接点输入常闭接点/中间常开接点
42、中间常闭接点/定时器-(Txx)-计数器-（Cxx）-元件复位-(RST)-参数-(#xx)-流程直线程序终止-(END)-输出常开接点输出常闭接点（/） 元件名称符号元件名称符号短线十字线下左上线上右上线左左下线右右下 表3.2连接元件表 故采用结构体定义如下： typedef struct funcsign /输入/输出接点 int func_name; /输入/输出节点的常开/常闭状态 char func_loc2; /输入/输出节点对应的物理地址 lingsign *funcleft; /指向其同行左侧的连接符号 linksign *funcright; /指向其同行右侧的连接符号 funcsign; 00 输入元件物理元件左连接元件右连接元件 图3.2功能元件结构示意图