[发明专利]PLC输入采集与读取信息映像存储控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种PLC输入采集与读取信息映像存储控制器，尤其涉及一种基于FPGA并行操作电路硬连接的PLC输入采集与FPGA实现读取与存储输入信息控制器。

背景技术

PLC的输入端口的控制主要采用输入端口与输入调理电路连接，输入调理电路的输出与映像存储器的输入端连接，映像存储器的数据输出端与PLC系统的数据总线连接，在PLC输入采集阶段的数据采集信号的作用下，将输入端口信息一次读入映像存储器中。在PLC用户程序执行过程中对映像存储器进行读操作，将需要处理的输入位信息所在的字节/字读入PLC处理器中，然后应用软件将该位信息取出来，或需要读入以四位信息为一组的信息或多组以四位信息为一组的信息，同样将需要处理的一组的信息或多组输入信息所在的字节/字读入PLC处理器中，然后应用软件将一组或多组信息取出来；对于高速输入指令的执行是直接将输入信息从输入调理电路输出端口以字节/字的形式读入PLC处理器中，然后应用软件将该位信息取出来；在应用ARM微处理器作为PLC控制核心的系统中，由于ARM没有专门的位处理指令，在PLC执行逻辑运算指令时，从映像存储器中获取包含该软元件信息的整16位或整32位输入信息，然后通过移位方式获得该输入软元件所需位信息参与逻辑运算；高速输入位信息指令的执行需要从输入调理电路输出端口以字节/字的形式读入PLC处理器的寄存器中，通过移位方式获得该输入软元件位信息，应用ARM微处理器作为PLC控制核心的系统，PLC其处理过程需要执行多条ARM指令，对PLC执行用户程序的速度产生影响，不利于提高PLC执行用户程序的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现并行操作的PLC输入与读取信息映像存储控制电路及其时序控制器；该控制器在内部时序脉冲控制下自主完成4位一组输入数据的组合，按照顺序存储在数据存储器中，PLC用户程序执行输入位信息、高速位信息和数据读取命令过程中，向控制器写入命令、输入元件X编号和X组值，将选中的位信息或数据发送到系统数据总线，能大大提高PLC执行指令序列的速度，以解决已有技术存在的上述问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种PLC输入采集与读取信息映像存储控制器，包括PLC输入端口与映像存储模块、命令译码与操作地址信息模块、高速输入位信息控制模块、位信息读取控制模块、数据传输控制模块和数据组合存储模块； 

所述PLC输入端口与映像存储模块分别与命令译码与操作地址信息模块、高速输入位信息控制模块、位信息读取控制模块和数据传输控制模块连接；所述PLC输入端口与映像存储模块将PLC输入端口信息进行光隔离、电平转换、滤波，并在输入采集命令的作用下存储n位输入信息；

所述命令译码与操作地址信息模块还分别与高速输入位信息控制模块、位信息读取控制模块、数据传输控制模块和数据组合存储模块连接；当系统地址总线的地址值是PLC输入采集与读取信息映像存储控制器的地址值，所述命令译码与操作地址信息模块在系统WR信号的作用下，存储命令字经译码输出命令信号，存储输入X元件的m位X编号和3位X组值并予以输出； 

所述高速输入位信息控制模块执行高速位信息读取命令，将PLC输入端口的某一位信息传输到系统数据总线的D0位，实现高速位信息采集；

所述位信息读取控制模块执行位信息读取命令，按照m位X编号指定的X软元件信息从PLC输入端口与映像存储模块传输到系统数据总线的D0位；

所述数据传输控制模块还与数据组合存储模块连接；所述数据传输控制模块在该模块内部产生的时序脉冲作用下，将PLC输入端口与映像存储模块存储的n位信息按照4位信息为一组，起始X编号和3位X组值所规范的方式控制传输到数据组合存储模块予以存储；

所述数据组合存储模块存储的信息是按照4个位信息为一组，起始X编号和3位X组值所规范的方式排列，执行数据读取命令时，在系统RD信号的作用下，根据起始X编号和3位X组值组合成的s位地址读取该地址单元数据传输到系统数据总线，上述n、m和s的取值范围是：n为64或32，m为6或5，s为7或6；当n为64时，m=6,s=7；当n为32时，m=5,s=6。