可编程逻辑控制器(PLC),是一种为工业控制特别设计的专用计算机。因为它易于设置和编程,运行可预估,甚至在恶劣的生产环境下还可以保持正常工作,所以广泛应用于工业控制。本课题在分析主流PLC的体系结构、工作原理与常用指令集的基础上,设计了一个基于ADuC841单片机的小型通用控制器,目的是在小型控制系统中能够替代小型PLC,实现更加灵活的应用方案并在保证可靠性的基础上大大降低成本。本课题所设计的系统在硬件设计上参照PLC的体系结构,在ADuC841单片机的基础上扩展了丰富的外围设备,实现了PLC的大部分功能模块,包括中央处理器(CPU)、数字量I/O、模拟量I/O、串口通信、人机界面等,并设计了专门的输入输出点处理电路,使系统具有良好的抗干扰特性和驱动能力。软件设计上为了使系统能够执行PLC指令,首先在研究常用PLC指令集、分析其特点的基础上设计了部分PLC指令的编码表,然后分别设计上位机和下位机软件,上位机对用户程序进行编码并发送给下位机,下位机接收上位发送的数据并对其进行解码,然后调用相应的C51函数进行解释执行。上位机以LabVIEW为开发工具开发了对用户程序进行文本处理和编码的软件,使用户编写的PLC程序能够转化成易于下位机存储和识别的方式。下位机采用交叉开发的方法,利用Keil开发工具和C51编程语言,在分析PLC的运行原理的基础上设计下位机系统软件,使系统能模拟PLC的工作方式,并移植了嵌入式实时操作系统RTX51 TINY,简化了任务管理的工作并提高了可靠性。针对常用的PLC指令开发了对应的C51函数,实现对用户程序的解释执行。上位机和下位机通过串行口进行通信,实现了用户程序的下载和数据交换。基于单片机ADuC841的通用控制器设计,适应了工业控制机向嵌入式发展的趋势,提供了更灵活的软、硬件方案,并大大降低了控制系统的成本,具有较高的实用价值。