转换结束以后，控制电路送出一个低电平作为结束信号，这个信号的下降沿将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，从而得到数字量输出。
目前，绝大多数A/D转换器都采用逐次逼近的方法。
1.3可编程序控制器（PLC）
可编程控制器（PLC）：
是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，并易于扩充其功能的原则设计。
PLC特点：
1.功能齐全：
多种控制功能，输入输出接口功能，数据存储与处理功能，通信联网功能，其他扩展功能；
2.应用灵活：
标准的积木硬件结构和模块化的软件设计；
3.操作维修方便，稳定可靠：
PLC采用电气操作人员习惯的梯形图形式编程与功能助记符编程；PLC机具备完善的监视和诊断功能。
其内部工作等状态均有醒目显示，大多数模件可以带电插拔；
4.模块智能化，通信网络化。
PLC原理结构图
在制造业的自动化生产线上，各道工序都是按预定的时间和条件顺序执行的，对这种自动化生产线进行控制的装置称为顺序控制器。
以往顺序控制器主要是由继电器组成，改变生产线工序、执行次序或条件需改变硬件连线。
随着大规模集成电路和微处理器在顺序控制器中的应用，顺序控制器开始采用类似微型计算机的通用结构，把程序存储于存储器中，用软件实现开关量的逻辑运算、延时等过去用继电器完成的功能，形成了可编程序逻辑控制器PLC（ProgramableLogicController）。
现在它已经发展成了除了可用于顺序控制，还具有数据处理、故障自诊断、PID运算、联网等能力的多功能控制器。
因此，现已把它们统称为可编程序控制器PC（ProgramableController）。
下图是PLC应用于逻辑控制的简单事例。
输入信号由按扭开关、限位开关、继电器触点等提供各种开关信号，并通过接口进入PC，经PC处理后产生控制信号，通过输出接口送给线圈、继电器、指示灯、电动机等输出装置。
PLC逻辑控制电路
目前，世界上生产PC的工厂有上百家，总产量已达千万台的数量级，其中通用电气、德克萨斯仪器、Honey-well、西门子、三菱、富士、东芝等公司的产品最为著名，这些公司为开拓市场，竞争十分激烈，竞相发展新的机型系列。
而我国在PC技术上，不论是PC的制造水平，还是使用PC的广度与深度，与发达国家相比差距仍比较大。
1、PC的组成原理
PC实际上是一个专用计算机，它的结构组成与通用微机基本相同，主要包括：
CPU、存储器、接口模块、外部设备、编程器等。
下面介绍PC的各主要部分。
（1）CPU与通用微机CPU一样，它按PC的系统程序的要求，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描的方式接收现场输入装置的状态和数据，并存入输入状态表或数据寄存器中；诊断电源、内部电路的故障和编程过程中的语法错误等。
PC进入运行状态后，从存储器逐条读入用户程序，经过命令解释后按指令规定的任务产生相应的控制输出，去启动有关的控制门电路，分时、分渠道地执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等工作；完成用户程序规定的逻辑和算术运算等任务；根据运算结果更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，再由输出状态表的位状态和数据寄存器的有关内容，实现输出控制、制表打印和数据通信等内容。
PC的运行方式是采取扫描工作机制，这是和微处理器的本质区别。
扫描工作机制就是按照定义和设计的要求连续和重复地检测系统输入，求解目前的控制逻辑，以及修正系统输出。
在PC的典型扫描机制中，I/O服务处于扫描周期的末尾，并且为扫描计时的组成部分。
这种典型的扫描称为同步扫描。
扫描循环一周所花费的时间为扫描周期。
根据不同的PC扫描周期一般为10~100ms。
在多数PC中，都设有一个“看门狗”计时器，测量每一次扫描循环的长度，如果扫描时间超过预设的长度（例如150~200ms），系统将激发临界警报。
在同步扫描周期内，除I/O扫描之外，还有服务程序，通信窗口，内部执行程序等。
（2）存储器存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
系统程序存储器的作用是存放监控程序、命令解释、功能子程序、调用管理程序和各种系统参数等。
系统程序是由PC生产厂家提供的，并固化在存储器中。
用户存储器的作用是存储用户编写的梯形逻辑图等程序。
用户程序是使用者根据现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序。
PC产品说明中提供的存储器型号和容量一般指的是用户程序存储器。
（3）接口模块它是CPU与现场I/O装置和其他外部设备之间的连接部件。
PC是通过接口模块来实现对工业设备或生产过程的检测、控制和联网通信。
各个生产厂家都有各自的模块系列供用户选用。
PLC模块包括：
如下几种类型：
1）数字量I/O模块：
完成数字量信号的输入/输出，一般替代继电器逻辑控制。
数字量输入模块的技术指标有：
输入点数、公共端极性、隔离方式、电源电压、输入电压和输出电流等；数字量输出模块的技术指标有：
输出形式、输出点数、公共端极性、隔离方式、电源电压、输出电流、响应时间和开路端电流等。
2）模拟量I/O模块：
控制系统中，经常要对电流、电压、温度、压力、流量、位移和速度等模拟量进行信号采集和输入给CPU进行判断和控制，模拟量输入模块就是用来将这些模拟量输入信号转换成PC能够识别的数字量信号的模块，模拟量输入模块的技术指标包括：
输入点数、隔离方式、转换方式、转换时间、输入范围、输入阻抗和分辨率等。
模拟量输出模块就是将CPU输出的数字信息变换成电压或电流对电磁阀、电磁铁和其他模拟量执行机构进行控制，它的技术指标包括：
输出点数、隔离方式、转换时间、输出范围、负载电阻和分辨率等
3）专用和智能接口模块：
上述的接口模块都是在PC的扫描方式下工作的，能满足一般的继电器逻辑控制和回路调节控制，然而对于同上位机通信、控制CRT和其他显示器、连接各种传感器和其他驱动装置等工作需要专门的接口模块完成。
专用和智能接口模块主要有：
扩展接口模块、通信模块、CRT/LCD控制模块、PID控制模块、高速计算模块、快速响应模块和定位模块等
（4）编程器为用户提供程序的编制、编辑、调试和监控的专用工具，还可以通过其键盘去调用和显示PC的一些内部状态和系统参数。
它通过通信端口与CPU联系，完成人机对话功能。
各个厂家为自己的PC提供专用的编程器，不同品牌的PC编程器一般不能互换使用。
（5）外部设备一般PC都可以配置打印机、EPROM写入器、高分辨率大屏幕显示器等外围设备。
2、PC的性能特点
（1）存储器可以是带有电源保护的RAM、EPROM或EEPROM。
（2）数字量输入/输出端子具有继电逻辑控制中的输入/输出继电器功能，端子点数多少是决定PC的控制规模的主要参数。
（3）计数器和定时器在PC的逻辑顺序控制中，替代继电器逻辑控制中的时间继电器和计数继电器。
（4）标志（软继电器）在PC的逻辑顺序控制中用作中间继电器，其中部分的标志具有保持作用。
（5）平均扫描时间指扫描用户程序的时间，决定了PC的控制响应速度。
（6）诊断由通电检查和故障指示的软件完成
（7）通信接口一般采用RS232接口标准，可以连接打印机和上位机等设备。
（8）编程语言一般采用继电器控制方式的梯形图语言和语句表，并在此基础上建立的控制系统流程图和顺序功能图等语言。
除上述一般特性外，高性能的PC还具有下列特性：
（9）数据传送和矩阵处理功能可以满足工厂管理的需要。
（10）PID调节功能备有模拟量的输入/输出模块和PID调节控制软件包，以满足闭环控制的要求。
（11）远程I/O功能输入/输出通道可分散安装在被控设备的附近，以减少现场电缆布线和系统成本。
（12）图形显示功能借助图形显示软件包（组态软件等），可显示被控设备的运行状态。
方便操作者监控系统的运行。
（13）冗余控制控制系统设计中，备用一台同样的PC系统作为待机状态，当原系统出现故障时，系统会自动切换，使待机的PC投入运行，从而提高控制的可靠性。
（14）网络功能通过数据通道与其他数台PC连接或与管理计算机连接，以构成控制网络，实现大规模生产管理系统。
3、PC的结构特点
PC的结构分成单元式和模块式两种。
（1）单元式特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便。
它是将所有的电路都装在一个机箱内，构成一个整体。
为了实现输入输出点数的灵活配置和易于扩展，通常都有不同点数的基本单元和扩展单元，其中某些单元为全输入和全输出型。
（2）采用积木式组成方式在机架上按需要插上CPU、电源、I/O模块、及各种特殊功能模块，构成一个综合控制系统。
这种结构的特点是CPU与各种接口模块都是独立的模块，因此配置很灵活，可以根据不同的系统规模要求选用不同档次的CPU等各种模块。
由于不同档次模块的结构尺寸和连接方式相同，对I/O点数很多的系统选型、安装调试、扩展、维护都非常方便。
目前大的PC控制系统均采用该种结构。
这种结构形式的PC除了各种模块外，还需要用主基板、扩展基板及基板间连接电缆将各模块联成整体。
二、实验部分
1.PLC控制实验
一．实验目的
1.了解可编程控制器（PLC）的工作原理和应用FPWin软件的设计开发方法。
（1）松下FP1-C24C40型可编程控制器简介：
日本松下电工株式会社自20世纪80年代开始生产可编程控制器，至今已有20多年历史。
它所生产的FP系列机主要有FP0,FP1,FP2,FP3,FP5,FP10和Fpe等。
FP1系列机是PLC中的小型机产品。
主控单元有C14~C72六种。
扩展单元有E8~E40四种。
（2）PLC软件FPWINGR：
FPWINGR软件是一种纯汉化版的PLC编程软件，与之前所常用的FPSOFT所不同。
本软件的主要特点有以下几点：
符号梯形图编辑模式；注释功能；查找功能；调试功能；监控功能；I/O分配；程序传输；在线编辑。
2.掌握PLC与PC机的联结通讯。
3.编写程序，烧写，运行。
二．实验继电器I/O分配表及实验步骤
1.电机控制实验
X0电机启停键，X1电机逆转键，Y0-DJTD，Y1-DJZF
2.双灯闪烁实验
交替闪烁时间为1秒，X0闪烁启停键，Y0灯1，Y1灯2
3.十字路口交通信号灯PLC控制系统
需要实现如下控制要求：
A.设置一个启动和停止按钮X0，X0使用交替开关。
B.当合上X0时，南北红灯与东西绿灯同时点亮。
南北红灯亮将维持1.8秒；而东西绿灯亮将维持1.2秒，接着绿灯闪烁，亮暗间隔各为0.05秒，闪烁三次后熄灭；变为东西黄灯亮，并维持0.3秒后熄灭；同时南北红灯也熄灭。
C.此后，变为东西红灯亮，南北绿灯亮。
东西红灯亮将维持1.8秒；而南北绿灯亮将维持1.2秒，接着绿灯闪烁，亮暗间隔各为0.05秒，闪烁三次后熄灭；变为南北黄灯亮，并维持0.3秒后熄灭；同时东西红灯也熄灭。
之后程序循环进行。
I/O分配表：
X0系统启停键，Y0东西向红灯，Y1南北向绿灯，Y2南北向黄灯，Y3东西向绿灯，Y4南北向红灯，Y5南北向黄灯
三．实验中使用T型图
1.电机控制实验
2.双灯闪烁实验
3.十字路口交通信号灯PLC控制系统
2.触摸屏控制和监测实验
一．实验目的；
1.掌握使用GTWin2.72开发GT01触摸屏应用程序的方法。
2掌握触摸屏与PLC联合实现人机交互现场控制的设计方法。
二.实验内容及步骤
实验内容：
1实现使用GT01触摸屏控制PLC实验箱电机控制模块。
要求能控制电机的启动和停止，能控制电机的旋转方向（顺时针和逆时针）。
2.实现通过GT01触摸屏监测罐料实验模块（或者其他模块，可任选）的工作状态。
由PLC内部最后一次烧写的程序决定。
罐料监测实验包括四个状态：
进料口1进料；进料口2进料；罐料混合；出料口出料。
其他模块可自行设定完成。
双灯闪烁可以监控工作端口2个。
交通灯可监控六个端口的工作状态。
基本原理和步骤：
1.联机：
（1）触摸屏的通讯端口和PLC控制台连通。
（2）通过GTWIN，将触摸屏控制或监测开关，和PLC的输出Y0…Yn相关联。
（3）触摸屏的操作行为引起PLC输出端状态的变化。
可以控制电机的起停状态，用另一个输出端口，来控制电机的方向逆转。
2.编辑：
（1）启动画面0屏，可设置自动跳转时间，也可以开关触发跳转。
例如图2-5-1：
同学们可自行设置好看的界面。
图2-5-1触摸屏第0屏画面
（2）逻辑功能实现，例如图2-5-2，同学们可以按照自己的习惯完成设定。
图2-5-2逻辑功能演示画面
（3）实验模拟监控工业过程状态，图2-5-3为示意图，实验中需要设计完善。
图2-5-3监控演示画面
3．选择串口，烧写程序，美化修改，观察实验现象，完成实验总结收获
三．触摸屏控制双灯闪烁及监测界面设计
实验实现了用触摸屏与PLC联合实现触摸屏控制双灯闪烁。
PC机程序控制属于内部控制，具有较高的
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