PLC主要適合電工以及機械相關的人群。其主要用在鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造等各個領域。其具有高可靠性、抗干擾能力強、易學易用、等特點。

PLC的體積一般都是比極大的，其安裝固定在C45導軌，現在的PLC功能越做越強大，有以太網通訊模塊、CAN通訊模塊、MODBUS通訊模塊，拓展節點控制模塊等等。配套軟件也十分的強大，稍微配置一下，即可完成設計，所以非常適合電工、機械相關的開發人員使用。
PLC內部的電路，實際上也是有單片機(或者CPU等)和輔助驅動電路組成，寫入廠家的配套底層驅動軟件。用戶開發PLC也僅僅是對應用開發。為了更好的是適應惡劣條件，所以PLC在硬件和軟件設計上都下足了很多的功夫，因此，其價格相比單片機開發來說，其費用也不低。

本次我使用STM32F103RDT6單片機來仿制三菱的FX2N型號的PLC。這款PLC比較基礎的，很老的、功能比較單一(它的地位可能和AT89C51差不多)，但是適合PLC入門和DIY。

原理圖設計
一般在在工業上，直流電源大多采用的是24V或者12V。

電源我采用的一個二極管進行防反接，主要是這里電源電流也不高，沒有必要使用MOS管。EARTH是一個簡單的屏蔽地。電源經過一個共模線圈去掉共模干擾。使用一個光耦，進行電源檢測。

輸入24V電源，經過TPS5430芯片轉化為5V，最后用過LDO輸出3.3V供單片機相關的電路使用。

復位電路使用的是外部專用的復位芯片MAX809，和RC復位電路相比，其可靠性更好。在快速開關機時，由于電容上次放電并沒有釋放完畢，導致單片機啟動異常，而使用復位芯片則能夠很好的解決這一問題。

這個就是單片機管腳定義電路。

LED指示燈電路，EEPROM存儲電路，以及RS232調試電路，這個RS232電路接口主要是用于與三菱的PLC開發軟件相連的。

ADC采用的是單片機自帶的ADC，電路設計使用的是LM358運放，將外部輸入電壓按照一定的倍數進行縮放，以便單片機進行采集。在我的這個電路板上有三路這個樣的電路。

輸入電路采用了PC817C進行了光耦隔離。4.7K電阻進行了限流，注意光耦的發光二極管的電流一般采用10mA即可，具體可以看手冊。1N5819W的二極管主要是起到保護作用。當輸入信號接反了的之后則通過這個二極管進行釋放。避免損壞光耦，這個光耦的反向擊穿電壓只有6V。

輸出的話，采用的是達林頓管+繼電器的方式。由于達林頓管內部集成了方向二極管，所以，這里就可以不用擔心繼電器的反向感應電動勢的問題。
最后，大致的看下整個電路的邏輯關系。

PCB設計
經過一番折騰，最后定稿的PCB設計如下圖所示。

然后，送去PCB板廠打樣，采購相關的電子元件，準備進行手工焊接。又是一番折騰，終于焊接完成，如下圖所示。

這里給大家一個經驗，焊接完成之后，建議用熱風槍將每個元件在吹一遍，該補錫的地方進行補錫，有毛刺的地方，可以加點助焊劑等，像我這種有強迫癥的，我還要將貼片電阻電容順便擺一下，讓其位置對齊。最后在用洗板水洗一下。

軟件編程
想要PLC工作，還必不可少需要一個底層軟件，不然這和單片機開發沒什么區別，不能支持PLC的開發軟件和方式。
所以這里需要對PLC的指令進行一個轉換和翻譯。
這里也沒啥好說的，其實網上針對FX2N的PLC也有很多的代碼，稍微移植和修改下就可以了。
將管腳對應到自己設計的管腳即可。

程序驗證
將程序下載到單片機之后，如何驗證程序的正確性呢？
可以使用PLC的編程軟件。三菱這款PLC的編程軟件支持有兩款，GX Developer和GX Works軟件，在三菱官網可以下載。
這里我使用的是GX Works2。
啟動軟件，選擇和合適的型號，建立對應的串口連接：

最后，點擊“通訊測試”，彈出如下窗口。

可以看到，這個軟件已經識別到我們自制的PLC了。
關于PLC的使用，一般都是用的是梯形圖編程。這個比較簡單和直觀，下圖僅為一個示例圖片。

這里大家可以先有個大致的概念，關于PLC的具體使用，等待下期吧。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的stm32硬件设计手册_基于STM32自制三菱PLC之软硬件设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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