[发明专利]扩展EPLC输入点数模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种可编程控制器，尤其是可编程控制器中的输入扩展模块，具体地说是扩展EPLC输入点数模块。

背景技术

目前，可编程控制器PLC由于结构简单、编程方便、性能优异和应用方便等特点，尤其近年来通用可编程逻辑控制器和微型智能可编程器的开发应用，使得PLC成为当今用途最为广泛的工业控制器。但是随着应用复杂度的提高，PLC的应用瓶颈也显示出来，嵌入式智能可编程逻辑控制器，主模块输入点数范围一般从16点到60点，但是一部分输入口复用于控制和通讯接口之后，留作输入的只有30根左右。对于大于30点的模块必须考虑输入的扩展。目前，通常采用多级PLC控制的方式，将使整个控制系统的复杂程度大大提高，而且系统的运行不稳定。

发明内容

本发明的目的是针对嵌入式可编程控制器可用输入接口较少、采用多级PLC又存在复杂程度高、系统不稳定的问题，提出扩展EPLC输入点数模块。

本发明的技术方案是：

扩展EPLC输入点数模块，它为一SPI输入扩展电路，所述的SPI输入扩展电路的信号输出端口与PLC控制器中SPI模块的主入从出口相连， SPI输入扩展电路的时钟信号端与PLC控制器中SPI模块的时钟信号端相连。

本发明的SPI输入扩展电路包括多个依次串接的移位寄存器，各移位寄存器的信号输入端作为输入模块的输入口，首个移位寄存器的串行信号输出端与下一移位寄存器的串行信号输入端相连，末个移位寄存器的串行信号输出端与PLC控制器中SPI模块的主出从入口相连。

本发明的SPI输入扩展电路的移位寄存器为两个。

本发明的SPI输入扩展电路的移位寄存器均是并行输入、串行输出移位寄存器。

本发明的有益效果：

本发明的同步串行输入接口，为一串行数据流在同步时钟的作用下移入的设备。利用SPI总线时钟速度、数据位长度、时钟模式可以编程灵活控制的特点，具有不需要进行寻址操作优势。本发明是将SPI总线与移位寄存器相结合，扩展嵌入式智能可编程逻辑控制器主模块输入的设计方案。该电路设计简单，成本较低，而且输入扩展是个相对独立的模块，应用起来方便、可靠，将使得这种扩展设计广泛的应用到嵌入式智能可编程逻辑控制器上，有效解决了输入接口不足的问题。

本发明提出了一种通过SPI总线与移位寄存器相结合扩展16路输入的设计方法。SPI总线模块三线工作在Master方式下，向HC165提供时钟输入。主模块中，TMS470R1A288的SPI1用于主模块与扩展模块输入之间的通讯，SPI2用来扩展主模块的输入点数。SPI的信号线SPI2主入从出（SOMI）用于扩展输入点数，连接HC165的串行输出端。

附图说明

图1是基于TMS470R1A288微处理器的嵌入式PLC系统框图。

图2是本发明的SPI输入扩展电路的电路图。

图3是本发明的SPI输入控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，扩展EPLC输入点数模块，它为一SPI输入扩展电路，所述的SPI输入扩展电路的信号输出端口与PLC控制器中SPI模块的主入从出口相连， SPI输入扩展电路的时钟信号端与PLC控制器中SPI模块的时钟信号端相连。

本发明的SPI输入扩展电路包括多个依次串接的移位寄存器（型号可为HC165），各移位寄存器的信号输入端作为输入模块的输入口，首个移位寄存器的串行信号输出端与下一移位寄存器的串行信号输入端相连，末个移位寄存器的串行信号输出端与PLC控制器中SPI模块的主出从入口相连。

本发明的SPI输入扩展电路的移位寄存器为两个。

本发明的SPI输入扩展电路的移位寄存器均是并行输入、串行输出移位寄存器。

如图2所示，HC165扩展16路输入的原理图，两片HC165为级联的关系，U1的串行输出端QH连接到U2的串行输入端SER，而U2的串行输出端QH连接到TMS470R1A288的SPI总线SPI2SOMI。两片HC165的时钟输入端同时接到SPI的时钟信号SPI2CLK。TMS470R1A288的另外一个控制信号为UDTX，同时连接到U1和U2的并行信号装入端SH_LD。UDTX上的滤波电容C1的容值需要根据信号的实际应用速率选取。