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標題: 用51做了個 PLC：X、Y、高速計數輸入、高速輸出、Modbus等直接用，超低學習成本 [打印本頁]

作者: qsssuv 時間: 2026-3-3 08:41
標題: 用51做了個 PLC：X、Y、高速計數輸入、高速輸出、Modbus等直接用，超低學習成本
本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-14 16:40 編輯

大家好，我是一名嵌入式開發者。一直覺得工業 PLC 價格高、定制難，于是決定用 51 單片機從零做一個小型 PLC。現在已經實現了DI、DO、AI、AO、高速計數輸入、Modbus RTU 通信、輔助繼電器、通用數據寄存器、16位通用加計數器、32位通用加減計數器、1ms定時器、10ms定時器、100ms定時器、1s定時器、1min定時器，這個帖子將逐步介紹，項目在proteus上的STC15W4K32S4上實現，若有需要可提供實板原理圖，進行定制專用的MCU-PLC。

2026.3.14
視頻教程已上傳到B站

51hei1.jpg (240.86 KB, 下載次數: 0)

51hei2.jpg (183.39 KB, 下載次數: 0)

作者: qsssuv 時間: 2026-3-3 17:01
本項目是一個已建立好的KEIL工程，下載后直接打開即可。

直接在app_plc文件夾編寫自己的代碼就好了，
圖片中的程序代碼是在Y103輸出500Hz，占空比50%的PWM波形
高速計數輸入計250時，即250/500為0.5s，
在仿真中，將Y103連接到了X0，Y0接了一個LED燈，可以看到LED閃爍。

作者: qsssuv 時間: 2026-3-3 17:33
這里放上proteus的仿真（需要8.15版本）、工程（內含設計說明書）。

PLC單片機proteus仿真(需8.15版本).zip

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v1.0.0.260228.zip

562.76 KB, 下載次數: 0, 下載積分: 黑幣 -5

作者: qsssuv 時間: 2026-3-4 08:14
本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:20 編輯

【通用輸入/通用輸出操作】
X為輸入，Y為輸出。
讀取輸入，直接寫名稱即可。

IF (X0)
{
……
}

復制代碼

將輸出置為0的三種寫法：

RST(Y0);
Y0=0;
MOV(0,Y0);

復制代碼

將輸出置為1的三種寫法：

SET(Y0);
Y0=1;
MOV(1,Y0);

復制代碼

將輸入短路至輸出的兩種寫法：

Y0=X0;
MOV(X0,Y0);

復制代碼

作者: hyzqq 時間: 2026-3-4 10:11
感謝樓主，下載學習一下。51做PLC僅供學習原理應該是沒什么問題的

作者: luipingwei 時間: 2026-3-4 13:40
提議降分, 代碼不全, 功能關鍵代碼缺失

作者: qsssuv 時間: 2026-3-5 13:46
本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:20 編輯

【模擬量輸入】
直接讀取值即可：
D0=AI0;

作者: cccc888 時間: 2026-3-5 17:31
plc相關提供一個外部頭文件，而不是在幾個頭文件中
mcu plc。lib中有沒有使用時間限制。

作者: qsssuv 時間: 2026-3-5 20:03

cccc888 發表于 2026-3-5 17:31
plc相關提供一個外部頭文件，而不是在幾個頭文件中
mcu plc。lib中有沒有使用時間限制。

這個LIB沒有使用限制，但是只在仿真中測試通過

作者: qsssuv 時間: 2026-3-6 08:00
【定時器】
所有的定時器，都是倒計時定時器，將從設置的值開始倒計時，若計數值達到0，運行狀態T_STA_RUN，將轉變為計時到達狀態T_STA_OK。
定時器有4種狀態、5種使用方法。
4種狀態分別是：停止（T_STA_STOP）、運行（T_STA_RUN）、暫停（T_STA_PAUSE）、計時到達（T_STA_OK）。
5種使用方法分別是TON、TPAUSE、TRST、TGetSta、TGetVal，用以下例子加以說明。
//若T0定時10ms時間到，則輸出Y0。
IF (TON(T0,10)==T_STA_OK)
{
SET(Y0);
} ELSE {
RST(Y0);
}
//時間未到時，若X0輸入，則暫停定時器，若X1輸入，則重置定時器
IF (TGetSta(T0)!=T_STA_OK)
{
IF (X0) TPAUSE(T0);
IF (X1) TRST(T0);
}
//將計數值導出到D0
D0 = TGetVal(T0);
注意，定時器定時值的單位為對應時基：如1ms定時器T0，TON(T0,10)表示定時10ms；100ms定時器T100，TON(T100,5)表示定時500ms，以此類推。

作者: qsssuv 時間: 2026-3-6 16:56
【計數器】
計數器有3種狀態，分別是停止（C_STA_STOP）、運行（C_STA_RUN）、計數到達（C_STA_OK）。
16位通用加計數器有2種方法。
第1種方法，加計數：CTU(要使用的計數器,信號源,計數目標值)。
例如使用計數器C0對X0的上升沿，進行加計數，到達10次時，Y0輸出1s后重新開始計數。

IF (CTU(C0,X0,10)==C_STA_OK) //若計數器C0，捕捉到X0上升沿10次
{
TON(T50,100); //啟動1s定時器
SET(Y0); //輸出Y0
} ELSE {
RST(Y0); //清除Y0
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若1s時間到
{
RST(Y0); //清除Y0
TRST(T50); //重置定時器
C16RST(C0); //重置計數器
}

復制代碼

第2種方法，減計數：CTD(要使用的計數器,信號源,計數目標值)。
例如使用計數器C1對X1的下降沿，進行減計數，到達10次時，Y1輸出2s后重新開始計數。

IF (CTD(C1,NOT(X1),10)==C_STA_OK) //若計數器C1，捕捉到X0下降沿10次
{
TON(T50,200); //啟動2s定時器
SET(Y1); //輸出Y1
} ELSE {
RST(Y1); //清除Y1
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若計時時間到
{
RST(Y1); //清除Y1
TRST(T50); //重置定時器
C16RST(C1); //重置計數器
}

復制代碼

32位通用計數器有1種方法。CTUD(計數器,加計數信號源,減計數信號源,計數目標值)。
例如使用計數器C200，X0作為加計數信號源，X1作為減計數信號源，當數值到達200時，Y0輸出2s，然后重新計數。
由于32位通用計數器在計數完成后，仍會受到加減操作的影響，導致狀態變更，因此引入輔助繼電器，避免Y0的輸出波動。

IF (M0==0) //若M0為0
{
IF (CTUD(C200,X0,X1,200)==C_STA_OK) //若計數器C200，在X0和X1的計數信號下，達到200次
{
TON(T50,200); //啟動2s定時器
SET(Y0); //輸出Y0
SET(M0); //置位M0
} ELSE {
RST(Y0); //清除Y0
}
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若定時時間到
{
RST(Y0); //清除Y0
C32RST(C200); //重置計數器
RST(M0); //清除M0
TRST(T50); //重置定時器
}

復制代碼

作者: qsssuv 時間: 2026-3-7 11:00
【高速輸出/PWM】
控制高速輸出有4種方法。分別為以下：
以Y100為例。
輸出控制：PWM_OUT(Y100,頻率,占空比)。頻率范圍為400Hz~100KHz，占空比范圍為0-100，為整數，請勿使用小數。占空比0=無輸出，100=持續高電平。
獲取輸出頻率：PWM_GetFre(Y100)。返回設置的頻率，若未設置，返回0。
獲取輸出占空比：PWM_GetDuty(Y100)。返回設置的占空比，若未設置，返回255。
停止輸出：PWM_STOP(Y100)。Y100將為0。
注：若不進行高速輸出，其默認將為一個通用輸出。

作者: gongzhu 時間: 2026-3-8 10:30
要做PLC起碼也得用STC32吧

作者: qsssuv 時間: 2026-3-8 16:12

gongzhu 發表于 2026-3-8 10:30
要做PLC起碼也得用STC32吧

PCB可以用STC32，但是仿真上沒有，所以用了STC15，其實任何單片機都可以

作者: qsssuv 時間: 2026-3-9 10:31
本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:21 編輯

【高速計數輸入】
需要用到特殊輔助繼電器、特殊數據寄存器，這里使用了一看就明白的變量值。
使能高速計數輸入X0，注意使能后，請勿將其用作通用輸入接口：

DX0_CNT=0; //設置起始計數值
MX0_OUT=0; //清除溢出標志
DX0_MAX=100; //定義設置上限
SET(MX0_EN); //啟動

復制代碼

停用高速計數輸入X0，停用后，可用作通用輸入接口：

RST(MX0_EN); //清除使能。除非用戶手動清除計數值DX0_CNT，否則啟動后繼續計數

復制代碼

當起始計數值DX0_CNT達到設置上限DX0_MAX，溢出標志MX0_OUT會置1，并且DX0_CNT從0開始。需要用戶手動清除溢出標志MX0_OUT。
需要注意，受限于MCU的性能，若值范圍為0~255，則計數的設置上限，以及起始計數值，設置時均不可超出此范圍。
若需要使用高速計數輸入X3，將以上代碼中的X0修改為X3使用即可。

作者: qsssuv 時間: 2026-3-10 08:20
【日期和時間】
dhms是一個集合了設備已運行時間的對象。包含天數、時、分、秒。
dhms.day，天，最大到32767。
dhms.hour，時。
dhms.min，分。
dhms.sec，秒。
用戶可將其加載至通用數據寄存器。

作者: qsssuv 時間: 2026-3-11 08:21
【Modbus-RTU從站協議】
通信配置：4800,N,8,1。訪問地址固定為1。
寄存器表就不貼圖了，可以下載下來看設計說明中的詳細內容。
總之，就是直接連上Modscan工具就可以使用，很方便。

在仿真上，你需要安裝虛擬串口驅動，才能使用modscan連接到proteus仿真
在app_plc_reg_update文件中，填寫了默認的更新事件內容，用戶可自定義其它行為

作者: qsssuv 時間: 2026-3-13 11:02
本 log 函數是針對 MCU-PLC 硬件場景定制的日志輸出函數。
/********************************
功能描述：打印到控制臺（串口輸出）
參數說明：*format：格式控制。支持以下格式：
      %d：s16數據
      %u：u16數據
      %ld：s32數據
      %lu：u32數據
      %s：字符串
      %c：ASCII字符
      %X：u16數據的16進制字符串
      %lX：u32數據的16進制字符串
      %[0][1-5]u：以n的寬度顯示u16數據，不足時可前置添0，超過時寬度限制無效
      %[0][1-10]lu：以n的寬度顯示u32數據，不足時可前置添0，超過時寬度限制無效
      %.[0-4]d：對s16數據以小數形式呈現
      %.[0-9]ld:對s32數據以小數形式呈現
      %.[0-4]u：對u16數據以小數形式呈現
      %.[0-9]lu：對u32數據以小數形式呈現
      %.nd：參數1為保留小數位數，參數為2為s16數據
      %.nld：參數1為保留小數位數，參數為2為s32數據
      %.nu：參數1為保留小數位數，參數為2為u16數據
      %.nlu：參數1為保留小數位數，參數為2為u32數據
      %t：參數1為字符串指針。參數2為限制長度，可以是參數1的空間大小-1。將此字符之前的格式化的字符復制到第1個字符串指針位置
      %hs:參數1為u8指針。參數2為限制長度。將此數據轉為十六進制字符串。
      %hn:參數1為u8指針。參數2為限制長度。直接拷貝源數據。
返回值：指向數據緩沖區的指針，除%t參數外，其它功能都會使得該數據區以字符串結束符結束(\0)
********************************/
char *log(char *format, ...);
例如，將AI0打印至窗口

log("AI0:%u\r\n",AI0);

復制代碼

受限MCU的資源，打印多個參數時，可能輸出異常，可以分解進行單個打印。

歡迎光臨 (http://m.raoushi.com/bbs/)