[发明专利]ARM+FPGA组成的计数器装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计数器装置及其实现方法，特别涉及一种可编程控制器（PLC）的计数器装置及其实现方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，可编程控制器（以下简称PLC）作为一种专为工业环境应用而设计的电子系统，愈来愈广泛地被应用。在PLC的应用系统中，使用量较大的是计数周期大于PLC用户程序扫描周期的计数器，即普通计数器，这种普通计数器的分类方法常有两种，从停电是否保存计数值的角度来分类，分为保持型计数器和非保持型计数器；从计数方向的角度，分为增计数器和增/减可控计数器，增/减可控计数器是处于增计数还是处于减计数由指定的特殊寄存器状态来控制，计数器属于哪种类型则由事先设计好的计数器编号确定，每个计数器有一个软触头与该计数器编号对应，如果计数器的当前计数值与计数器设置值相等则计数器停止计数，计数器的软触头处于动合状态，直到对计数器进行复位，计数器的软触头恢复常态，计数器在其他状态下其软触头处于常态。

通常，上述计数器是通过如下方法来实现：PLC用户程序执行某一个计数器软元件输出指令时，首先根据输出指令给定的计数器编号判断是增计数器还是增/减可控计数器，对于增/减可控计数器需要判断是处于增计数状态还是减计数状态，依据计数器的受控情况还需进一步判断计数器是处于失电还是得电状态，如果处于得电状态，需要判断计数条件是否满足，如果计数条件不满足，PLC用户程序可以不对该计数器作任何操作，如果计数条件满足需要将该计数器的计数动态参数单元中的值进行加1或减1计算，然后与该计数器的设置值进行比较，如果计数动态值小于/大于设置值，设置已得电计数的标志，如果相等，则设置该计数器软触头单元状态为“1”，如果处于失电状态，清得电计数的标志；PLC用户程序在执行某一个计数器的复位指令时，需要进行以下操作：清该计数器得电计数的标志，清该计数器的软触头单元内容为“0”，以及清该计数器动态参数单元内容。

PLC执行计数器输出指令时，若计数器处于得电且计数条件满足，进行加1/减1操作之后与计数器计数的设置值相等时需要较多的操作，具体为：根据输出指令给定的计数器编号判断计数器类型的步骤需要一到二次；需要判断一次得电或失电的状态；如果是得电状态还需要判断是否满足计数条件，若满足计数条件需要加1一次/减1一次，需要判断一次是否等于设置值，如果计数动态值等于设置值，还需设置该计数器软触头单元状态为“1”；PLC完成执行输出命令的操作，需要判断四次/五次，加1/减1一次，设置位单元状态一次，共计需要操作八次/九次。操作最少次数的是继电器得电不满足计数的状态，只需判断二次/三次，增/减可控计数器的加1和减1操作采用补码，其计数动态参数值与计数设置值大小的比较应用补码进行比较，或将补码转换成原码再进行比较。

执行计数器复位指令时，清标志二次，清数据一次或清数据二次；计数器在各种运行状态下，其执行计数器指令操作步数不一样，在PLC用户程序中，计数器使用的数量越多，则PLC用户程序的执行周期时间变化越大，执行计数器输出指令占用时间也越长，导致影响PLC用户程序的执行速度，延长了PLC用户程序的执行周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种执行速度快、能实现对数量众多的计数器进行计数控制的ARM+FPGA组成的计数器装置，以克服上述已有技术的不足之处。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：