随着信息技术的不断更新,PLC已经成为现代自动化行业的重要支柱。本课题研究基于项目组自主研制的小型PLC系统结构,硬件平台由ARM-FPGA组成,以STM32F407IGT6与EP4CE10F17C8N作为核心控制器,完成小型PLC指令表转换为梯形图的编译软件的设计与应用,并实现PC上位机编程系统与PLC主机的数据传输功能。主要研究内容如下:(1)软硬件开发环境的选择。基于编译软件向标准化、实时性发展的设计需求,确立了软、硬件开发工具及相关辅助调试工具,设计出PLC编程系统的软、硬件框架结构,基于这个框架结构设计出了编辑、编译和通信三大模块。(2)编辑界面的设计。基于VS2010开发环境通过MFC框架创建多文档程序对编辑模块进行开发,设计出指令表、梯形图与对话框的编辑界面,实现了指令语句的新建、打开、录入、保存、查找等基本功能。(3)编译算法的研究。深入了解梯形图、指令表语言的结构特性与指令编码规则,对前期项目研究存在的问题进行分析,设计了多操作数逻辑指令格式,并基于精简指令系统设计了相应的数据存储结构。首先设计出指令表与指令编码相互转换的算法,再将梯形图程序基于二叉树中间语句结构,采用后序遍历方式生成指令表,进一步转换为程序代码。最后设计指令表向梯形图转化的算法,采用中序遍历二叉树的方式生成梯形图,进而实现了三种语言相互转换的功能。同时为编译过程添加了对指令语句的自动检测模块。(4)通信功能的实现。通过设计串口通信协议格式,完成上位机编程系统与PLC运行系统的硬件连接,实现了两者相互传输数据的功能,并通过增加传输帧格式中有效数据字节,提升源程序代码的传输效率。同时保留USB转CAN通信接口,将串口IAP传送源程序代码的方式进行优化,设计为由串口DMA收发数据的下载方式,提高了CPU在通信过程中的使用效率。(5)PLC编译软件的整体测试。首先测试验证了指令表和梯形图程序的编辑界面友好,编译算法能够实现指令表与梯形图相互转换的功能。然后由上位机编程系统录入执行全自动塑料中空成型机系统程序,通过监控PC上位机编程系统与PLC运行系统之间的数据传输过程,对比分析传输的程序代码,验证了课题设计的串口DMA收发方式的正确性,实现了程序的下载、上传功能。