通用可編程硬體有哪些

㈠ 1. 可編程式控制制器的硬體由哪幾部分組成各部分的作用

第一章 可編程式控制制器簡介

可編程式控制制器是60年代末在美國首先出現，當時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。PLC的基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優點和繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，控制器的硬體是標準的、通用的。根據實際應用對象，將控制內容編成軟體寫入控制器的用戶程序存儲器內。控制器和被控對象連接方便。

隨著半導體技術，尤其是微處理器和微型計算機技術的發展，到70年代中期以後，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都採用了中、大規模甚至超大規模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數據處理、PID調節和數據通信功能。

可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術運算等操作的指令，並通過數字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優點。

可編程式控制制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用可編程式控制制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從製造生產可編程式控制制器的廠商角度看，在製造階段不需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。由於這些特點，可編程式控制制器問世以後很快受到工業控制界的歡迎，並得到迅速的發展。目前，可編程式控制制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應用。

一、PLC的結構及各部分的作用

可編程式控制制器的結構多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結構。通常由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。

1．中央處理單元（CPU）

CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的晶元上。CPU通過地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排與存儲單元、輸入輸出介面電路連接。CPU的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執行指令，取下一條指令，處理中斷。

2．存儲器（RAM、ROM）

存儲器主要用於存放系統程序、用戶程序及工作數據。存放系統軟體的存儲器稱為系統程序存儲器;存放應用軟體的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數據的存儲器稱為數據存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進行讀寫操作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數據區，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統管理程序和應用程序。

3．輸入輸出單元（I/O單元）

I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的介面部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入介面的輸入器件是各種開關、按鈕、感測器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。

4．電源

PLC電源單元包括系統的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉換成內部工作電壓。PLC內有一個穩壓電源用於對PLC的CPU單元和I/O單元供電。

5．編程器

編程器是PLC的最重要外圍設備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監視PLC的工作狀態。除此以外，在個人計算機上添加適當的硬體介面和軟體包，即可用個人計算機對PLC編程。利用微機作為編程器，可以直接編制並顯示梯形圖。

二、PLC的工作原理

PLC採用循環掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先後順序存放，CPU從第一條指令開始執行程序，直到遇到結束符後又返回第一條，如此周而復始不斷循環。PLC的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當PLC處於停狀態時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。在PLC處於運行狀態時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執行、程序輸出，一直循環掃描工作。

1．輸入處理

輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態，並將讀入的信息存入內存中所對應的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序執行階段。在程序執行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發生變化，其映象寄存器的內容也不會發生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。

2．程序執行

根據PLC梯形圖程序掃描原則，按先左後右先上後下的步序，逐句掃描，執行程序。遇到程序跳轉指令，根據跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態時，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應輸入端子狀態，從輸出映象寄存器讀出對應映象寄存器，根據用戶程序進行邏輯運算，存入有關器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內容，會隨著程序執行過程而變化。

3．輸出處理

程序執行完畢後，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態，在輸出處理階段轉存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅動外部負載。

三、PLC編程語言

1．梯形圖編程語言

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電器控制系統中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實用。

梯形圖的設計應注意以下三點：

（一）梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始於左母線，然後是觸點的串、並聯接，最後是線圈與右母線相聯。

（二）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是「概念電流」，從左流向右，其兩端沒有電源。這個「概念電流」只是形象地描述用戶程序執行中應滿足線圈接通的條件。

（三）輸入繼電器用於接收外部輸入信號，而不能由PLC內部其它繼電器的觸點來驅動。因此，梯形圖中只出現輸入繼電器的觸點，而不出現其線圈。輸出繼電器輸出程序執行結果給外部輸出設備，當梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅動輸出設備，而要通過輸出介面的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現。輸出繼電器的觸點可供內部編程使用。

2．語句表編程語言

指令語句表示一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。

3．控制系統流程圖編程圖

控制系統流程圖是一種較新的編程方法。它是用像控制系統流程圖一樣的功能圖表達一個控制過程，目前國際電工協會(IEC)正在實施發展這種新式的編程標准。

第二章 基本指令簡介

基本指令如表所示

名 稱
助記符
目 標 元 件
說 明

取指令
LD
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
常開接點邏輯運算起始

取反指令
LDN
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
常閉接點邏輯運算起始

線圈驅動指令
=
Q、M、SM、T、C、V、S、L
驅動線圈的輸出

與指令
A
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常開接點的串聯

與非指令
AN
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常閉接點的串聯

或指令
O
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常開接點的並聯

或非指令
ON
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常閉接點的並聯

置位指令
S
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
使動作保持

復位指令
R
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
使保持復位

正跳變
ED
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
輸入信號上升沿產生脈沖輸出

負跳變
EU
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
輸入信號下降沿產生脈沖輸出

空操作指令
NOP
無
使步序作空操作

一、標准觸點 LD、A、O、LDN、AN、ON、

LD，取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點邏輯運算起始。

LDN，取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。

A，與指令。用於單個常開接點的串聯。

AN，與非指令。用於單個常閉接點的串聯。

O，或指令。用於單個常開接點的並聯。

ON，或非指令。用於單個常閉接點的並聯。

二、正、負跳變 ED、EU

ED，在檢測到一個正跳變（從OFF到ON）之後，讓能流接通一個掃描周期。

EU，在檢測到一個負跳變（從ON到OFF）之後，讓能流接通一個掃描周期。

三、輸出 =

=，在執行輸出指令時，映像寄存器中的指定參數位被接通。

四、置位與復位指令S、R

S，執行置位(置1)指令時，從bit或OUT指定的地址參數開始的N個點都被置位。

R，執行復位(置0)指令時，從bit或OUT指定的地址參數開始的N個點都被復位。

置位與復位的點數可以是1-255，當用復位指令時，如果bit或OUT指定的是T或C時，那麼定時器或計數器被復位，同時當前值將被清零。

五、空操作指令NOP

NOP指令不影響程序的執行，執行數N（1-255）。

第三章 可編程式控制制器梯形圖設計規則

1．觸點的安排

梯形圖的觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。

2．串、並聯的處理

在有幾個串聯迴路相並聯時，應將觸點最多的那個串聯迴路放在梯形圖最上面。在有幾個並聯迴路相串聯時，應將觸點最多的並聯迴路放在梯形圖的最左面。

3．線圈的安排

不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。

4．不準雙線圈輸出

如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最後一次才有效，所以不應出現雙線圈輸出。

5．重新編排電路

如果電路結構比較復雜，可重復使用一些觸點畫出它的等效電路，然後再進行編程就比較容易。

6．編程順序

對復雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從最左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。

㈡ 可編程硬體描述語言主要包括哪倆種

VHDL和Verilog HDL
VHDL:
功能強大、設計靈活
支持廣泛、易於修改
強大的系統硬體描述能力

獨立於器件的設計、與工藝無關

很強的移植能力

易於共享和復用

Verilog HDL：Verilog來自C 語言，易學易用，編程風格靈活、簡潔，使用者眾多，特別在ASIC領域流行；

㈢ 說明目前可編程器件通用的硬體描述語言的種類。

通用的：
VHDL與Verilog HDL
專用的：
ALTERA公司的AHDL
至於VHDL與Verilog HDL，個人認為類似於匯編語言與C語言的關系。VHDL注重細節，利於具體信號過程的描述。Verilog HDL類似於C語言，適合構建整個系統的框架與布局。實際使用中，Verilog HDL寫的程序也要比VHDL簡潔得多。

㈣ 電腦的哪些硬體都是通用的

硬碟，內存條，光碟機，顯卡，音效卡，CPU大多都通用。基本上所有的東西都是通用的!

㈤ 什麼是可編程器件

可編程邏輯器件（Programmable Logic Device，PLD）是一類半定製的通用性器件，用戶可以通過對PLD器件進行編程來實現所需的邏輯功能。與專用集成電路（即ASIC）相比，可編程邏輯器件（即PLD）具有靈活性高、設計周期短、成本低、風險小等優勢，因而得到了廣泛應用，各項相關技術也迅速發展起來，PLD目前已經成為數字系統設計的重要硬體基礎。
目前使用最廣泛的可編程邏輯器件有兩類：現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，即FPGA）和復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，即CPLD）。

FPGA和CPLD的內部結構稍有不同。通常，FPGA中的寄存器資源比較豐富，適合同步時序電路較多的數字系統；CPLD中組合邏輯資源比較豐富，適合組合電路較多的控制應用。在這兩類可編程邏輯器件中，CPLD提供的邏輯資源較少，而FPGA提供了最高的邏輯密度、最豐富的特性和極高的性能，已經在通信、消費電子、醫療、工業和軍事等各應用領域當中占據重要地位。因此，本文主要針對FPGA進行闡述。

下面有一個pdf格式的文件，你可以下載或直接打開，裡面有更為詳細的介紹：

㈥ 計算機硬體包括哪五大部份,各部份的功能是什麼

運算器、控制器、存儲器、輸入系統、輸出系統中央處理器

CPU（central processing unit）意為中央處理單元，又稱中央處理器。CPU由控制器、運算器和寄存器組成，通常集中在一塊晶元上，是計算機系統的核心設備。計算機以CPU為中心，輸入和輸出設備與存儲器之間的數據傳輸和處理都通過CPU來控制執行。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。

控制器

控制器是對輸入的指令進行分析，並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部件。它一般由指令寄存器、狀態寄存器、指令解碼器、時序電路和控制電路組成。計算機的工作方式是執行程序，程序就是為完成某一任務所編制的特定指令序列，各種指令操作按一定的時間關系有序安排，控制器產生各種最基本的不可再分的微操作的命令信號，即微命令，以指揮整個計算機有條不紊地工作。當計算機執行程序時，控制器首先從指令指針寄存器中取得指令的地址，並將下一條指令的地址存入指令寄存器中，然後從存儲器中取出指令，由指令解碼器對指令進行解碼後產生控制信號，用以驅動相應的硬體完成指紋操作。簡言之，控制器就是協調指揮計算機各部件工作的元件，它的基本任務就是根據種類指紋的需要綜合有關的邏輯條件與時間條件產生相應的微命令。

運算器

運算器又稱積極態度邏輯單元ALU（Arithmetic Logic Unit）。運算器的主要任務是執行各種算術運算和邏輯運算。算術運算是指各種數值運算，比如：加、減、乘、除等。邏輯運算是進行邏輯判斷的非數值運算，比如：與、或、非、比較、移位等。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的，根據指令規定的定址方式，運算器從存儲或寄存器中取得操作數，進行計算後，送回到指令所指定的寄存器中。運算器的核心部件是加法器和若干個寄存器，加法器用於運算，寄存器用於存儲參加運算的各種數據以及運算後的結果。

（二）存儲器

存儲器分為內存儲器（簡稱內存或主存）、外存儲器（簡稱外存或輔存）。外存儲器一般也可作為輸入/輸出設備。計算機把要執行的程序和數據存入內存中，內存一般由半導體器構成。半導體存儲器可分為三大類：隨機存儲器、只讀存儲器、特殊存儲器。

RAM

RAM是隨機存取存儲器（Random Access Memory），其特點是可以讀寫，存取任一單元所需的時間相同，通電是存儲器內的內容可以保持，斷電後，存儲的內容立即消失。RAM可分為動態（Dynamic RAM）和靜態（Static RAM）兩大類。所謂動態隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的。由於電容會放電，所以需要定時充電以維持存儲內容的正確，例如互隔2ms刷新一次，因此稱這為動態存儲器。所謂靜態隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發器來作存儲元件的，它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常供電，觸發器就能穩定地存儲數據。DRAM的特點是集成密度高，主要用於大容量存儲器。SRAM的特點是存取速度快，主要用於調整緩沖存儲器。

ROM

ROM是只讀存儲器（Read Only Memory），它只能讀出原有的內容，不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是由廠家一次性寫放的，並永久保存下來。ROM可分為可編程（Programmable）ROM、可擦除可編程（Erasable Programmable）ROM、電擦除可編程（Electrically Erasable Programmable）ROM。如，EPROM存儲的內容可以通過紫外光照射來擦除，這使它的內可以反復更改。

特殊固態存儲器

包括電荷耦合存儲器、磁泡存儲器、電子束存儲器等，它們多用於特殊領域內的信息存儲。

此外，描述內、外存儲容量的常用單位有：

①位/比特（bit）：這是內存中最小的單位，二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特，在電腦中，一個比特對應著一個晶體管。

②位元組（B、Byte）：是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特，即1 Byte＝8bit。

③千位元組（KB、Kilo Byte）：電腦的內存容量都很大，一般都是以千位元組作單位來表示。1KB＝1024Byte。

④兆位元組（MBMega Byte）：90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組（MB）為單位。1 MB＝1024KB。

⑤吉位元組（GB、Giga Byte）：目前市場流行的微機的硬碟已經達到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等規格。1GB＝1024MB。

⑥太位元組（TB、Tera byte）：1TB＝1024GB。

㈦ 可編程式控制制器的分類有哪些啊

按硬體的結構類型分類：整體式可編程式控制制器、模塊式可編程式控制制器、疊裝式可編程式控制制器 按應用規模及功能分類：小型可編程式控制制器、中型可編程式控制制器、大型可編程式控制制器 按生產廠家分類：日本三菱、德國西門子、日本OMRON、美國GE、美國AB、日本日立、東芝、松下、富士、美國IPM、國內為無錫華光。

㈧ 可編程式控制制器它主要由哪幾部分組成

可編程式控制制器由中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入輸出介面（I/O模塊）、通信介面、電源組成。

1、中央處理單元(CPU)

中央處理單元(CPU)為PLC的控制中樞，PLC的核心起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU。它按照PLC系統程序賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，並能診斷用戶程序中的語法錯誤。

2、存儲器

存放系統軟體的存儲器；用戶程序存儲器是存放PLC用戶程序應用;數據存儲器用來存儲PLC程序執行時的中間狀態與信息，它相當於PC的內存。

3、輸入輸出介面（I/O模塊）

PLC與電氣迴路的介面，通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。

輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。

4、通信介面

通信介面的主要作用為實現PLC與外部設備之間的數據交換（通信）。通信介面的形式多樣，最基本的有UBS，RS-232，RS-422/RS-485等的標准串列介面。可以通過多芯電纜，雙絞線，同軸電纜，光纜等進行連接。

5、電源

PLC的電源為PLC電路提供工作電源，在整個系統中起著十分重要的作用。一個良好的、可靠的電源系統是PLC的最基本保障。

交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不採取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

(8)通用可編程硬體有哪些擴展閱讀

可編程式控制制器功能特點

1、可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。

2、編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。

3、組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。

4、輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，並通過匯流排與CPU主板連接。

5、安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O介面端子正確連接，便可正常工作。

6、運行速度快。由於PLC的控制由程序控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。

㈨ PLC常見硬體有哪些

一般有電源，CPU，I/O模塊，通信，擴展等。
按照三菱Q系列的模塊化PLC，有以下硬體模塊：
1，電源模塊，給整個CPU供電，可以從220到12v，5v等
2，CPU模塊，主要有CPU，通訊電路等，控制整個PLC的大腦。內部有CPU，內存等
3，I/O模塊，主要為對外連接的I/O埠的模塊，根據你的需要的I/O埠數決定安裝多少個I/O模塊。
4，擴展模塊，如模擬量，特殊檢測模塊等，根據不同需要進行選配

㈩ 可編程硬體，什麼是可編程硬體

CPLD或FPGA，類似的！