第八章特殊功能模块1-精选
ASIC第八章-SOC(1)
SoC Design: system architecture+ IC
Motivation of SoC
Application perspective
More complicated system Low cost of computation Higher reliability
Engineering design perspective
SOC设计面临的挑战 可制造性设计（DFM）
对设计人员来说，需要在版图完成以后进行 DFM设计规则检查。 DMA设计规则通常包括金属密度、间距、线宽、 通孔、转角、电流密度等。 DFM设计规则本质上与普通设计规则相互补充 但事实上由于DFM的修正，会对布局布线造成 影响，进而改变原有的一些时序特性，增加了 设计的复杂性。
Design Object Shift
Design Complexity
Density
0.25µm 2000
Timing Closure
SI
Low Power
DFM/Y
0.18µm 2002
0.13µm
90nm 2004
65nm 2006
SOC设计面临的挑战 (1) 集成密度（复杂性）
包含多种功能模块:处理器核、DSP核、数字逻 辑核、存储器核等。IP核的多样性造成了验证 的复杂性。 芯片规模增大，I/O管脚增多，使测试难度增 加。 混合电路设计，要求在高密度下实现数字电路 和模拟电路的集成与信号交互，复杂性增加。
RISC architecture ARM7, ARM9, ARM10, ARM11 MIPS (Microprocessor without interlocked piped stages) RISC architecture MIPS 32, MIPS 64 PowerPC (Developed by IBM、Motorola、 Apple)
模块五 可编程控制器的特殊功能模块
模块五 可编程控制器的特殊功能模块
二、模拟量输入模块FX2N-4AD
3、FX2N-4AD模块的缓冲寄存器（BFM）
2）模拟量转换到数字量的速度设置 可在FX2N-4AD的BFM＃15中写入0或1来控制A/D转换的速度。注意，若
任务实施--- FX2N-4AD/4DA 模块与PLC的连接
1、任务实施的内容
（1）将FX2N-4AD模块与PLC基本单元连接的位置编号设为0号，计算平均 数的采样次数设为4，并将由FX2N-4AD模块所采样到的平均值送到PLC基本单 元的数据寄存器D0、D1中。
（2）设置FX2N-4AD模块的增益和偏移量。 （3）将FX2N-4DA模块与PLC基本单元连接的位置编号设为1号，CH1、CH2 设为电压输出通道（-10～10V），CH3设为电流输出通道（4～20mA），CH4 设为电流输出通道（0～20mA），PLC在STOP状态时，输出保持，并将PLC基 本单元的数据寄存器D0～D3的数值输出到FX2N-4DA模块的BFM＃1～BFM＃4中。 （4）FX2N-4DA模块的I/O特性调整。将FX2N-4DA模块与PLC基本单元连接 的位置编号设为1号, CH2设为电流输出模式1，偏移值为7mA，增益值变为 20mA，CH1、CH3、CH4设为标准的电压输出模式。
（4）BFM＃8、BFM＃9为偏移和增益设置允许缓冲寄存器，在BFM＃8或＃ 9相应16进制数据位中写入“1”，就可允许设置CH1～CH4的偏移量与增益值。
模块五 可编程控制器的特殊功能模块
三、模拟量输出模块FX2N-4DA的应用
3、FX2N-4DA模块的缓冲寄存器（BFM）
在使用FX2N-4DA模块时，关于个缓冲寄存器BFM的分配注意以下几点：
FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块
FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块1.高速计数模块：FX2N系列可编程控制器可以通过高速计数模块实现高精度的计数功能。
该模块具有高速计数、脉冲输入和输出等特点，可以实现对高速运动物体的计数和监控。
2.高速脉冲输出模块：FX2N系列可编程控制器的高速脉冲输出模块可以实现高速信号的输出，通常用于驱动步进电机、伺服电机等精密控制设备。
3.模拟量输入/输出模块：FX2N系列可编程控制器可以通过模拟量输入/输出模块实现对模拟信号的采集和输出。
该模块具有高精度和高速度的特点，可用于测量温度、压力、流量等各种物理量，并进行相应的控制。
4.远程通信模块：FX2N系列可编程控制器的远程通信模块可以实现与其他设备的数据通信和远程控制功能。
通过该模块，可以实现远程监控、数据传输和远程操作等功能，大大提高了系统的可控性和灵活性。
5.控制网模块：FX2N系列可编程控制器的控制网模块可以实现多个控制器之间的数据通信和联动控制。
该模块具有高速、可靠和扩展性强的特点，可用于构建大规模的自动化控制系统。
6.温度控制模块：FX2N系列可编程控制器的温度控制模块可以实现对温度的精确控制。
该模块具有高精度和可靠性的特点，可用于控制温度传感器、加热器、冷却器等设备。
7.特殊功能模块（SFM）：FX2N系列可编程控制器还可以通过特殊功能模块（SFM）扩展各种特殊功能。
SFM包括各种输入/输出接口模块，如电压输入模块、电流输入模块、继电器模块、数字量输入模块、数字量输出模块等，可以满足不同应用需求的扩展。
总之，FX2N系列可编程控制器的特殊功能模块可以实现高速计数、高速脉冲输出、模拟量输入/输出、远程通信、控制网、温度控制和各种特殊功能的实现，为自动化控制系统提供了更多的功能和灵活性。
fx2n系列plc的特殊扩展模块
第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块第一节模拟量输入模块FX2N-4AD第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块第一节模拟量输入模块模拟量输入模块FX2N FX2N FX2N--4ADFX2N-4AD的线路连线第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N -4AD的技术指标第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4AD的线路连线W W W .P L CWOR L D .C N第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4AD 模拟量输入与输出的关系WWW.PL CWORL D.CN第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4AD缓冲寄存器BFM第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块编程举例WWW.PL CWORL D.CN第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块第二节模拟量输出模块模拟量输出模块FX2N FX2N FX2N--4DAFX2N-4DA的线路连线FX2N-4DA的模拟量输入与输出的关系FX2N-4DA缓冲寄存器BFM第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4DA的技术指标。
FX2N-4DA模拟量输出模块的技术指标如表8-4所示。
输出的模拟电压范围为-10～10V时，分辨率为5mV。
电流范围为0～20mA时，分辨率为20uA。
WWW.PL CWO RL D.CN第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4DA的线路连线W W W .P L CWO RL D .C N第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4DA的模拟量输入与输出的关系WWW.PL CWORL D.CN第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4DA缓冲寄存器BFM第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块编程举例W W W .P L CWO RL D .C N第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块第三节温度传感器的模拟量输入模块FX2N-4DA-TC的线路接线A/D转换的关系FX2N-4DA-TC的缓冲寄存器BFM第八章FX2N FX2N系列系列系列PLC PLC PLC的特殊扩展模块的特殊扩展模块FX2N-4DA-TC性能指标FX2N-4DA-TC性能指标如表8-6，它可以测量温度最大范围-100～+1200℃或-148～+2192F，数字量输出16位二进制，利用光隔离及用DC/DC转换器使输入和PLC电源间隔离，模拟量电源DC24，60mA。
第八章STC15F系列单片机的PCA
CCAPnL匹配时，置位中断请求标志位CCFn。 TOGn：翻转控制位，置一，PCA模块工作于高速输出模式,若CH、 CL与CCAPnH、CCAPnL匹配时，PCAn引脚输出翻转 PWMn：脉宽调制模式控制位，置一，PCA模块工作于脉宽调制 ECCFn：PCA模块中断（CCFn）的中断允许控制位，置一允许
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8位PWM当（EBSn_1）/（EBSn_0）=0/0时， PWM的模式为8位PWM，其结构如图所示。
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8位PWM模式下，由EPCnL和CCAPnL组合成 一个9位比较/捕获寄存器，由EPCnH和CCAPnH组 合成一个9位备份寄存器。当CL的值小于“EPCnL、 CCAPnL”的值时，输出为低电平；当CL的值大于 或等于“EPCnL、CCAPnL”的值时，输出为高电 平；当CL的值溢出时，将“EPCnH、CCAPnH” 的内容装载到“EPCnL、CCAPnL”中。
CIDL位用于设定空闲模式下是否停止PCA计数。 CIDL=0，空闲模式下PCA计数器继续计数 CIDL=1，空闲模式下PCA计数器停止计数
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CPS2、CPS1、CPS0用于选择计数脉冲来源
ECF：PCA中断允许控制位，置一允许，清零禁止
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（2）PCA16位计数器控制寄存器CCON CCON用于控制PCA16位计数器的运行计数脉冲源
PCA模块的初始化部分大致如下： ① 设置PCA模块的工作方式，将控制字写入CMOD、CCON和 CCAPMn寄存器。 ② 设置捕捉寄存器CCAPnL（低位字节）和CCAPnH（高位字 节）初值。 ③ 根据需要，开放PCA中断，包括PCA定时器溢出中断 （ECF）、PCA模块0中断（ECCF0）、PCA模块1中断 （ECCF1）和PCA模块2中断（ECCF2）并将EA置l。 ④ 置位CR，启动PCA定时器计数（CH，CL）计范大学福清分校
特殊功能模块讲解
六、模拟量输入／输出单元
• 模拟量输入输出单元功能模块既可用于Fl、 F2系列PLC，也适用于FX2和FX2C系列PLC。 F2-6A是8位2通道输入、1通道输出的模拟 量输人输出模块。有关性能及应用如下:
• 1.输人类型的选择 输入类型选为(0～5)V、 (0～10)V和(O～20)mA时，各个通道可混 合选择,若某一通道选择(4～20)mA，则所 有的通道都需设置为(4～20)mA。
四、热电偶温度传感器模拟量 输入模块FX-4AD-TCFX
• FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟 量输入模块。瞬时值及设定值等数据的读 出、写入用FROM／TO指令进行。FX4AD-TC的指术指标如表8-4所示。table 模拟量输入输出模块常在温度控制、流量 控制、速度控制、张力控制、压力控制、 风力控制、电流、电压的监控中应用。
• 通常在PLC由STOP转为RUN状态时将数据 写入这些BFM中。当FX-2DA上电时，BFM 的值被复位，恢复到其缺省设定值。
• ①BFM#0中的两位十六进制数是分别用来
控制两通道的输出模式的，最低位控制 CH1，最高位控制CH2。H00中： 0＝0 时，电压输出(-10V～+10V) 0＝1时，电 流输出(+4mA～+20mA) 例如，H1O表示 CH1为电压输出，CH2为电流输出。
三、模拟量输出模块FX-2DA
• FX-2DA为2通道12位D／A转换模块，每个 通道可独立设置电压或电流输出。FX-2DA 是一种具有高精确度的输出模块。通过简 易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量输 出的范围。瞬时值和设定值等数据的读出 和写入用FROM／TO指令进行。FX-2DA的 技术指标如表8-3表示。
• ②输出数据写在BFM#1和BFM#2 BFM#1为 CH1数据(缺省值＝0) BFM#2为CH2数据(缺省 值＝0)
FX系列PLC的特殊功能板和模块使用说明
FX系列PLC的特殊功能板和模块使用说明
一、FX系列PLC的特殊功能板使用说明
1、FX系列PLC的主站型特殊功能板
该特殊功能板用于在主站中扩充I/O点数，在该系统中扩充的I/O点
数最多可达64K。
它可以与主站安装在相同的机箱内，也可以安装在不同
的机箱内。
与主站通信采用网络形式，可连接到RS485或RS232等多种网络。
2、FX系列PLC的可编程输入/输出(PIO)特殊功能板
PIO板具有可编程性，可以设计出完整的I/O系统，可以实现输入和
输出的状态检测，从而可以更好地控制低端I/O模块的运动和状态改变。
3、FX系列PLC的控制模块特殊功能板
控制模块特殊功能板用于对I/O模块进行控制，可以实现不同类型的
控制操作，已达到更好的自动控制效果。
4、FX系列PLC的数据收集特殊功能板
数据收集特殊功能板可以收集指定的I/O模块的测量数据，并可通过PLC的计算功能，将其进行计算和控制，从而实现对I/O模块的精确控制。
5、FX系列PLC的通信模块特殊功能板
通信模块特殊功能板是用于在两台或多台FXPLC之间进行通信的板卡，可以实现遥控操作，从而可以更好地实现远程控制。
1、FX系列PLC的模拟量输入模块。
第八章----特殊功能模块概要PPT课件
模块识别码FX-2DA为3010
通道初始化：设为CH1为电压输出 CHຫໍສະໝຸດ 为电流输出MOV D10 D0
MOV D11 D1 m1 m2 [D.] n
TO K2 K1 D0 K2
将 D A 转 换的 数 据送 到 CH 1 、 C H 2 通 道 D/A转换输出模拟信号
m1 m2 [D.] n FROM K2 K29 K4M10 K1
FX-32MR 基本单元
模入单元 F X- 4AD
0号
FX-8EX FX-1HC 1号
模块0#中BFM#30中的识别码送到D4
FX-2DA 2号
CMP K2010 D4 M0
模块识别码FX-4AD为2010
m1 m2 [S.] n TO K0 K0 H3300 K1
通道初始化：设为CH1、CH2为电压 输入，CH3、CH4关闭；
• 3、使用FROM/TO指令可以对其通道进行设置 和读写操作，设置通道参数、瞬时值等。
• 4、转换速度为240X通道数，不使用通道数不 占用转换时间，单位为 mS。
• 5、程序上占有8点I/O2口021 ，计入输入输出点均可6。
五、热电阻温度传感器模拟量
输入模块FX2n-4AD-PT
• 1、 PFTX120n-04，AD三-线PT，为140通0Ω道）铂模电拟阻量温输度入传模感块器。（
2021
7
六、 FX-4AD、FX-2DA 应用举例
• 1、确定模块编号：0—7，特殊模块只能放在
基本模块的右边扩展总线上，以特殊模块为准 排序，从左到右依次为0—7；
• 2、使用时应先将有关设定值写入特殊模块有 关BFM中，否则按缺省值处理。
• 3、缓冲寄存器地址（BFM#0--#31）分配（见 书上P150表8-5及表8-6）；
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• ①BFM#0中的两位十六进制数是分别用来 控制两通道的输出模式的，最低位控制 CH1，最高位控制CH2。H00中： 0＝0 时，电压输出(-10V～+10V) 0＝1时，电 流输出(+4mA～+20mA) 例如，H1O表示 CH1为电压输出，CH2为电流输出。
2020/4/9
• 从上表中带*号的缓冲寄存器中的数据可由PLC通 过TO指令改写。改写带*号的BFM的设定值即可 改变FX-4AD模块的运行参数，调整其输入方式， 输入增益和零点等。
• 从指定的模拟量输入模块读人数据前应先将设定 值写人，否则按缺省设定值执行。
• PLC用FROM指令可将不带*号的BFM内的数据读 入。
CH1：设定输入范围-10V～+10V CH2：设定输入范围+4mA～+20mA CH3、CH4：关闭该通道
2020/4/9
• ②输入的当前值送到BFM#9～12，输入的 平均值送到BFM#5～8。
• ③各通道平均值取样次数分别由BFM#1～4 来指定。取样次数范围从1-4096，若设定 值超过该数值范围时，按缺省设定值8次处 理。
2020/4/9
三、模拟量输出模块FX-2DA
• FX-2DA为2通道12位D／A转换模块，每个 通道可独立设置电压或电流输出。FX-2DA 是一种具有高精确度的输出模块。通过简 易的调整或根据PLC的指令可改变模拟量输 出的范围。瞬时值和设定值等数据的读出 和写入用FROM／TO指令进行。FX-2DA的 技术指标如表8-3表示。
2020/4/9
• ①在BFM#0中写入十六进制4位数字H0000使各 通道初始化，最低位数字控制通道1，最高位控制 通道4，各位数字的意义如下：
• O=0：设定输入范围-1OV～+l0V • 0=1：设定输入范围+4mA～+20mA • 0=2：设定输入范围-20mA～+20mA • 0=4：关闭该通道 • 例如BFM#0＝H3310时，则
• FX系列PLC基本单元与FX-4AD、FX-2DA等之间 的数据通信是由FEOM指令和To指令来执行的， FROM是基本单元从FX-4AD、FX-2DA读数据的 指令，TO是从基本单元将数据写到FX-4AD、FX2DA的指令。实际上读、写操作都是对FX-4AD、 FX-2DA的缓冲寄存器BFM进行的。这一缓冲寄 存器区由32个l 6位的寄存器组成，编号为BFM#0 ～#31。FX-4AD模块BFM的分配表详见表8-5。
2020/4/9
• BFM#3l不能使用 • FX-2DA BFM分配如表8-6所示。 • 在表8-6中，带*号的BFM缓冲寄存器可用
TO指令将数据写入。 • 通常在PLC由STOP转为RUN状态时将数据
写入这些BFM中。当FX-2DA上电时，BFM 的值被复位，恢复到其缺省设定值。
2020/4/9
2020/4/9
四、热电偶温度传感器模拟量 输入模块FX-4AD-TCFX
• FX-4AD-TC是4通道热电偶温度传感器模拟 量输入模块。瞬时值及设定值等数据的读 出、写入用FROM／TO指令进行。FX4AD-TC的指术指标如表8-4所示。table 模拟量输入输出模块常在温度控制、流量 控制、速度控制、张力控制、压力控制、 风力控制、电流、电压的监控中应用。
第八章 特殊功能模块
• 型PLC的特殊功能模块按用途分有模拟量输 入输出模块、定位控制单元模块、数据通 信用模块、人机界面单元模块等。
2020/4/9
第一节 模拟量输入输出模块
2020/4/9
一、模拟量输入模块FX4AD(FX2、FX2C用)
• FX-4AD为4通道12位A／D转换模块，根据 外部连接方法及PLC指令，可选择电压输入 或电流输入，是一种具有高精确度的输入 模块。通过简易的调整或根据PLC的指令可 改变模拟量输入的范围。瞬时值和设定值 等数据的读出和写入用FROM／TO指令进 行。FX-4AD的技术指标如表8-1所示 。表 8-1
• ④当BFM＃20被置1时，整个FX-4AD的设 定值均恢复到缺省设定值。这是快速地擦 除零点和增益的非缺省设定值的办法。
2020/4/9
• ⑤若BFM＃21的b1、b0分别置为1、0，则 增益和零点的设定值禁止改动。要改动零 点和增益的设定值时必须令b1、b0的值分 别为0、l。 零点：数字量输出为0时的输入值。 增益：数字输出为+l000时的输入值。
2020/4/9
• ⑦BFM#23和#24中设定值以mV或μA为单位，但 受FX-4AD的分辨力的影响，其实际响应以5mV／ 20μA为步距。
• ⑧BFM#30中存的是特殊功能模块的识别码。 PLC可用FROM指令读入。FX-4AD的识别码为 K2019。用户在程序中可以方便地利用这一识别 码传送数据前先确认该特殊功能模块。 ⑨ BFM#29中各位的状态是FX-4AD运行正常与否的 信息。例如，b2为OFF时，表示DC24V电源正常 ，b2为哦ON时，则电源有故障。用FROM指令将 其读入，即可作相应处理。
2020/4/9
五、FX-4AD和FX-2DA的使用
2020/4/9
（பைடு நூலகம்） 模块编号
• 接在FX2基本单元右边扩展总线上的特殊功 能模块(例如FX-4AD、FX-2DA、FX-2ADPT等)，从最靠近基本单元的那一个开始顺 次编为0～7号。如图8-1所示。
2020/4/9
(二)缓冲寄存器(BFM)分配
2020/4/9
• ⑥在BFM#23和BFM#24内的增益和零点设定值会 被送到指定的输入通道的增益和零点寄存器中。 需要调整的输入通道由BFM#22的G、0(增益-零 点)位的状态来指定。 例如，若BFM#22的G1、01位置1，则 BFM#23和24的设定值即可送入通道l的增益和零 点寄存器。各通道的增益和零点既可统一调整， 也可独立调整。
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二、温度传感器模拟量输入模 块FX-2AD-9T(FX2、FX2C用)
• FX-2AD-PT是2通道温度输入l2位A／D转换 模块，这是一种内附温度传感器前置放大 器的模拟电压量输入模块，它可以直接与 三线的铂电阻PT-l00直接连接。带有补偿的 两路输入可以校正传感器的非线性。FX2AD-PT瞬时值及设定值等数据的读出、写 入用FROM／TO指令进行。FX-2AD-PT的 技术指标如表8-2所示。