要搞清楚單片機(jī)與PLC的異同,首先得明確什幺是單片機(jī),什幺是PLC。對(duì)此,我們簡(jiǎn)要回顧一下計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程也許有幫助,按計(jì)算機(jī)專家的原始定義,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由五大部分--即控制單元(CU)、算術(shù)運(yùn)算單元(ALU)、存儲(chǔ)器(Memory)、輸入設(shè)備(Input)、輸出設(shè)備(Output)組成。早期計(jì)算機(jī)(晶體管的或集成電路的,不包括電子管的)的CU或ALU由一塊甚至多塊電路板組成,CU和ALU是分離的,隨著集成度的提高,CU和ALU合在一塊就組成了中央處理單元(CPU),接著將CPU集成到單塊集成電路中就產(chǎn)生MPU或MCU,出現(xiàn)了如Intel4004、8008、8080,8085、8086、8088、Z80等MPU。此后,MPU的發(fā)展產(chǎn)生了兩條分支,一支往高性能、高速度、大容量方向發(fā)展,典型芯片如:Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等,速度從4.7MHz到現(xiàn)在的3.2GHz。另一支則往多功能方向發(fā)展,將存儲(chǔ)器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、輸入/出接口(Timer/Counter、PWMADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA等)全部集成在一塊集成電路中而成為SOC。依愚之見,這就是當(dāng)今廣泛應(yīng)用的單片計(jì)算機(jī),簡(jiǎn)稱單片機(jī)。這一分支可謂品種繁多,位寬從8位到32位,引腳數(shù)從6個(gè)到幾百個(gè),工作頻率從幾十KHz到幾百M(fèi)Hz,體系結(jié)構(gòu)既有CISC也有RISC,數(shù)不勝數(shù)。常用的有MCS-51系列、MCS-96系列、PIC系列、AVR系列、ARM7/9系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA眾多 的單片機(jī)等等。 至此,我們可以將計(jì)算機(jī)核心處理器的發(fā)展劃分為三個(gè)階段:板級(jí)的CPU、芯片級(jí)的MPU和SOC。 PLC是什幺呢?PLC的全稱是Programmable Logic Controller(可編程序控制器),剛引入國(guó)內(nèi)時(shí),曾簡(jiǎn)稱為PC。后來,IBM-PC獲得廣泛應(yīng)用,PC成了個(gè)人電腦的代名詞,才改為PLC。PLC還有另外的一個(gè)意思是Power Line Carrier(電力線載波)。 PLC是一種產(chǎn)品,但這種產(chǎn)品有點(diǎn)特別,在沒有下載控制程序之前,它不具備任何控制功能,也就是說,沒有應(yīng)用程序的PLC是毫無用處的。PLC實(shí)際上是專為工業(yè)環(huán)境使用的通用控制平臺(tái),它必須進(jìn)行二次開發(fā)才能完成最終控制目的,因此,它還需程序編輯/調(diào)試軟件的配合。 PLC是智能產(chǎn)品,它的核心控制器采用什幺方案呢?板級(jí)的CPU肯定是不能考慮的,MPU也要好幾塊集成電路構(gòu)成,以Z80 MPU為例,需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等,把這些集成電路安裝在一塊電路板上,這就是早期的單板計(jì)算機(jī)。這種方案體積太大,不適合現(xiàn)代要求。由此可見,PLC的核心控制器采用單片機(jī)是最合適的。 由此可得出結(jié)論: 1. PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品,單片機(jī)是一種集成電路,兩者不具有可比性。 2. 單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng),從微型、小型到中型、大型都可,PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。 3. 不同廠家的PLC有相同的工作原理,類似的功能和指標(biāo),有一定的互換性,質(zhì)量有保證,編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得 廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海,各顯神通,功能千差萬別,質(zhì)量參差不齊,學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。 最后,從工程的角度,談?wù)凱LC與單片機(jī)系統(tǒng)的選用; 1.對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目,采用PLC方案是明智、快捷的途徑,成功率高,可靠性好,手尾少,但成本較高。 2.對(duì)于量大的配套項(xiàng)目,采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn),但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能,這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間,性能得到保障,效益也就有保證。
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