A. 机械类学生学习单片机的必要性
我建议要学。两个东西根本不冲突。单片机的外围电路就那么点东西，在说将来肯定不会让你们真正设计电路去的，要那样要电子的干啥啊。但是单片机的这些思想你得掌握啊，做是可以别人做的，但是宏观上你必须得清楚，这些东西可以用单片机来做，你是结果机械和电子来宏观考虑项目或工程的方案的，如果你不懂单片机什么，你是没有办法做方案的。我觉得学一下可以提高自己的视野，是很有好处的，当然不用学的非常透彻，那样也没有必要，那等于你转行了。
B. 学好单片机与C语言对未来生活的重要性
近十年由于超大规模集成电路和软件技术的快速发展，使数字系统集成到一片集成电路内成为可能，Altera、Xilinx、AMD等公司都推出了非常好的CPLD和FPGA产品，并为这些产品的设计配备了设计、下载软件，这些软件除了支持图形方式设计数字系统外，还支持设计多种数字系统的设计语言，使数字系统设计起来更加容易，可以说数字电子技术的设计进入了一个新时代。在小规模数字集成电路就要淘汰的今天，作为一个电类专业的毕业生应该熟悉VHDL语言和CPLD、FPGA器件的设计，阎石教授新编写的教材也加入了VHDL语言方面的内容，可见使用VHDL语言将数字系统集成到一块集成电路中是现在数字电子技术教学的重要内容。要让同学学会VHDL，教师首先应该自己先学会，但是学习VHDL语言需要能提供文件输入，逻辑综合、编译和仿真的语言环境，现在向各位推荐一个语言环境—ALTERA公司的Max+plusⅡ软件，该软件可以以图形方式、文本方式和波形方式输入数字电路设计文件，其中文本方式支持VHDL、AHDL和VERILOG硬件描述语言，该软件中有多个元件库（全系列TTL,宏功能，巨功能库），可以指定MAX7000和10K10系列的两个ALTERA器件、器件管脚和逻辑综合方式等等，经过编译形成的下载文件可以通过编程硬件对器件进行编程，该软件可以进行错误定位和设计规则检查，该功能使设计更加简单易行。该软件支持VHDL，87和93两个版本，并具备有全部VHDL支持库。该软件可以帮助学习使用ALTERA公司CPLD产品，ALTERA公司CPLD产品代表着PLD的发展方向，与XILINX公司的FPGA产品水平互见高低，尤其是该公司的AHDL语言使设计数字系统更加容易。该软件是该软件系列中的7.2学生版（目前工业版是8.0，售价2000元，只能一个用户使用），已经被解密，因而可以容易的安装到任何计算机上使用，这一点特别适用于教学。该软件可以完成输入设计文件、指定器件和管脚、编译，仿真和下载（需要硬件）全过程。若无硬件除下载不能进行外，其它步骤都可以进行，可见对于教学使用是非常好的一个软件。该软件由WINDOWS 95平台支持，占硬盘空间60兆左右，菜单精练，使用简便，实在是一个不可多锝的学习VHDL语言的环境。为方便各位老师使用该软件，为软件编写了配套教材《数字系统设计》，该教材共170页，其中包含VHDL语言、CPLD介绍、AHDL语言和Max+plusⅡ软件四部分，教材中有大量的有关VHDL、AHDL语言使用的例题，特别是一步一步学习软件、使用VHDL、AHDL语言的例题可以帮助您达到事半功倍的学习效果。教材中每一个例题都经过Max+plusⅡ软件编译以证明该例题的正确性，大部分例题给出了仿真结果。该软件和教材可以帮助您学会VHDL语言并开展CPLD的教学工作，使教学更上一个台阶，满足培养跨世纪人才的需求。
C. 单片机 自动化
自动化中，单片机起到控制的核心的地位。可以说，没有控制的自动化称不了真正的自动化。
学习单片机大致分以下几个阶段。
第一阶段:是先浏览教科书里的硬件部分，大至了解单片机的硬件结构。如ROM、RAM、地址、I／O口等，以及看一些厂家的MCU资料（Data Sheet），来加强MCU所提供各项资源的印象。呵呵，还是得先看书。看不懂的就问老师，问知道的人。可以理解，我以前在学校也是对单片机一点儿也不理解，其实简单点的说单片机就是一块集成芯片，但是不同的地方就是可以通过编程来改变其引脚的电平高低。大二学了数电没有？学过数点你就会理解高低电平的含义。另外，大一的时候学过计算机基础了吧。你可以用计算机的原理来理解单片机。比如说 ROM 其实就像计算机的硬盘一样，是用来装东西的，装你运行的程序。
第二阶段:就是了解二进位数字、十六进位数和软件方面的内容。尽管有很多高级语言可用于单片机的编程，但我觉得初学还是以汇编语言为好，更有利于和硬件结合，掌握硬件结构。知道汇编语言、机器语言、指令、 程序等概念后，从MOV指令开始，学习汇编语言和编程，在此如51的MCU汇编语言系统有11条指令，简单又好理解它们怎样和硬件联系，更有助于一般学习单片机的指令整合与运用．因此其方法可先了 解几条基本的MOV指令和它的机器语言，大致建立起单片机的硬件和软件概念，来知道单片机的硬件是由指令控制指挥的。
第三阶段按照编程环境的使用手册，熟悉使用编程环境。现在的编程环境一般都和电脑相连，只要具备基本电脑知识的人都可很快掌握操作步骤。
第四阶段是依靠实验板，学习掌握单片机的汇编语言指令系统和简单编程。同时和前面所学硬件知识结合组装，起到主学软件，巩固硬件的双重作用。
开始 时可用别人编的简单程式在实验板上进行验证、分析，主要是熟悉该学习方法，在应用方面主要针对单片机I/O各项接口的使用，如A/D，D/A，PWM输出的应用，LCD与VFD的控制，以及如何规范各项串行输出入口的通讯协定等，对其所控制的各项元器件须先分析驱动能力，如电流电压问题等。
汇编语言熟悉后，建议尽快学习C语言的编程，毕竟C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。C语言是一种结构化程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。此外，C语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化 程序设计方法提供了有力的保障。因此，使用C语言进行程序设计已成为软件 开发的一个主流。用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。
另外，我觉得一开始很多的概念可能你都不怎么理解的，光看书也难理解，还得多问人，还有找一样好的仿真软件，一定要会用。在学指令的时候一条一条的验证，那样才会理解。
就比如一个非常简单的 REG 0000H
AJMP 30H
MOV 20H #05H
END
看看仿真软件的寄存器，内部数据存储器里面的数据有什么改变。当你看到20H单元上的值变成了5，你就知道 MOV 20H #05H 的含义。但是光看书，可能就理解不出来。
D. 请问单片机与PLC有什么不同我应该学习哪个比较有前途
AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。AVR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
AVR的主要特性
高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位 , 一直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场、赖以生存的必要条件。
早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因，所以采取稳妥方案：即采用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。以后的 CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改观(51以及51兼容)。此间虽有某些精简指令集单片机(RISC)问世,但依然沿袭对时钟分频的作法。
AVR单片机的推出，彻底打破这种旧设计格局，废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法；采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此)，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃，是以高可靠性为其后盾的。
AVR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆(32个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑)。提高了指令执行速度(1Mips/MHz)，克服了瓶颈现象，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。故AVR单片机在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡，是高性价比的单片机。
AVR单片机内嵌高质量的Flash程序存储器，擦写方便，支持ISP和IAP，便于产品的调试、开发、生产、更新。内嵌长寿命的EEProm可长期保存关键数据，避免断电丢失。片内大容量的RAM不仅能满足一般场合的使用，同时也更有效的支持使用高级语言开发系统程序,并可像MCS-51单片机那样扩展外部 RAM。
AVR单片机的I/O线全部带可设置的上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定（初始）高阻输入、驱动能力强（可省去功率驱动器件）等特性，使的得I/O口资源灵活、功能强大、可充分利用。
AVR单片机片内具备多种独立的时钟分频器，分别供URAT、I2C、SPI使用。其中与8/16位定时器配合的具有多达10 位的预分频器，可通过软件设定分频系数提供多种档次的定时时间。AVR单片机独有的“以定时器/计数器（单）双向计数形成三角波，再与输出比较匹配寄存器配合，生成占空比可变、频率可变、相位可变方波的设计方法(即脉宽调制输出PWM)”更是令人耳目一新。
增强性的高速同/异步串口，具有硬件产生校验码、硬件检测和校验侦错、两级接收缓冲、波特率自动调整定位（接收时）、屏蔽数据帧等功能，提高了通信的可靠性，方便程序编写，更便于组成分布式网络和实现多机通信系统的复杂应用，串口功能大大超过MCS-51/96单片机的串口，加之AVR单片机高速，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。
面向字节的高速硬件串行接口TWI、SPI。TWI与I2C接口兼容，具备ACK信号硬件发送与识别、地址识别、总线仲裁等功能，能实现主/从机的收/发全部4种组合的多机通信。SPI支持主/从机等4种组合的多机通信。
AVR单片机有自动上电复位电路、独立的看门狗电路、低电压检测电路BOD，多个复位源(自动上下电复位、外部复位、看门狗复位、BOD复位)，可设置的启动后延时运行程序，增强了嵌入式系统的可靠性。
AVR单片机具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-2.7V），抗干扰能力强，可降低一般8位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。
AVR单片机技术体现了单片机集多种器件(包括FLASH程序存储器、看门狗、EEPROM、同/异步串行口、TWI、SPI、A/D模数转换器、定时器/计数器等)和多种功能(增强可靠性的复位系统、降低功耗抗干扰的休眠模式、品种多门类全的中断系统、具输入捕获和比较匹配输出等多样化功能的定时器/计数器、具替换功能的I/O端口…… )于一身，充分体现了单片机技术的从“片自为战”向“片上系统SoC”过渡的发展方向。
PLC即可编程控制器，（Programmable logic Controller）,
是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能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。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
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PLC的特点
2.1可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.3易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.5体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
3. PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
3.1开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
3.2模拟量控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
3.3运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
3.4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3.5数据处理
现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
3.6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
4. PLC的国内外状况
世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较着名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
5. PLC未来展望
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed
Control
System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1 PLC基础知识
1.1 PLC的发展历程
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable
Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable
Logic Controller（PLC）。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
1.2 PLC的构成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
1.3 CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
1.4 I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
1.5 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
1.6 底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
1.7 PLC系统的其它设备
1.7.1
编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。
1.7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
1.8 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显着，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC
之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS
或工业以太网进行联网。
2 PLC控制系统的设计基本原则
2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。
2.2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
2.3 保证控制系统安全可靠。
2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
3 PLC软件系统及常用编程语言
3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。
3.2 PLC提供的编程语言
3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点
3.2.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。
3.2.1.2 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。
3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。
3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。
3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
4 STEP7程序的使用
4.1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。
4.2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。
4.3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。
4.4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。
4.5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。
4.6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。
4.7 下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）,
RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 简介，WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的操作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版（具有组态和开发环境）、RT版（只有运行环境），我们一般使用的是RC版。
5.2 WINCC简单使用步骤
5.2.1 变量管理，首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量，外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节，内部变量没有限制。
5.2.2 画面生成，进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。
5.2.3 报警记录设置，报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。
5.2.4 变量记录，变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。
5.2.5 报表组态，报表组态是通过报表编辑器来实现的。是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。
5.2.6 全局脚本的应用，全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。
5.2.7 用户管理器设置，用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户，就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。
5.2.8 交叉表索引，交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处，例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。
学哪个都有前途,关键是学得精通!
E. 学习单片机的必要性
单片机是计算机的一种，对其内部结构的学习可以让你了解计算机的工作机理，单片机不是计算机专业才学的，它又叫微控制器，自动化和通信都有学。单片机原理与接口技术是很实用的一门学科，拿它来找工作还是蛮好找的，单片机作为可编程器件只能用汇编和C来编程，C语言由于可移植性好，方便易懂现在被广泛使用，渐渐取代汇编，如果要学还是先看看C的相关知识，但如果你说的电脑硬件是指的我们的个人电脑硬件知识的学习，那学习单片机不会有很大的帮助、
我建议要学。两个东西根本不冲突。单片机的外围电路就那么点东西，在说将来肯定不会让你们真正设计电路去的，要那样要电子的干啥啊。但是单片机的这些思想你得掌握啊，做是可以别人做的，但是宏观上你必须得清楚，这些东西可以用单片机来做，你是结果机械和电子来宏观考虑项目或工程的方案的，如果你不懂单片机什么，你是没有办法做方案的。我觉得学一下可以提高自己的视野，是很有好处的，当然不用学的非常透彻，那样也没有必要，那等于你转行了。
F. 学完51单片机有什么用啊
有用！其实你学了，不一定你一定得用上，有时候培养的一种思维一种意识，干技术的慢慢会走向管理，你技术不懂，好多东西你根本无法决策，思维还受限制！
提前学了很好，比我都学的早！呵呵
你学了，现在你就可以找工作了，但是还需要很多经验，比如你做一个项目，你还得考虑它可行性，项目可能需要的费用等等，还有就是你不要以为写几个程序你就变厉害了，其实还的学很多，兴趣很重要，你学了说明你对它感兴趣，那么你就会越走越远，你搞的是自动化，你想想怎么和机械的结合，慢慢来，如果意识不到它的用处，那你就报个电子竞赛的项目，找几个人合作，你就会越来越有激情，当你给别人做个项目，别人给你几万块钱的时候，或许你开始有点意识你自己到底在做什么了……，如果你还有精力，你就继续学ARM，更有挑战性……
c++主要是面向对象的语言，和c语言是两码事，用它可以编写应用程序和可视化界面窗口，比如你用的单片机下载软件，用它就可以做，有精力就可以学，我知道一点，其实我也不会，当时想编一个上位机软件，然后和单片机通信，可是不会!就连VB也不会，所以好多东西都有它的用处，等你用到时你才意识到，可能就晚了！像电路板制作软件Altium designer,还有Autocad，photo都会点，相信你会更适应社会！当你走向管理的时候，你会更有决策权……
best wishes!!! smally(南阳师范学院)
G. 单片机的意义是什么
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。
H. 求单片机高手指教：如何学好单片机，以及学好单片机在以后工作中的重要性
很多想学单片机的人问我的第一句话就是怎样才能学好单片机？对于这个问题我今天就我自己是如何开始学单片机，如何开始上手，如何开始熟练这个过程给大家讲讲。
先说说单片机，一般我们现在用的比较多的的MCS-51的单片机，它的资料比较多，用的人也很多，市场也很大。就我个人的体会怎么样才能更快的学会单片机这门课。单片机这门课是一项非常重视动手实践的科目，不能总是看书，但是学习它首先必须得看书，因为从书中你需要大概了解一下，单片机的各个功能寄存器，而说明白点，我们使用单片机就是用软件去控制单片机的各个功能寄存器，再说明白点，就是控制单片机那些管脚的电平什么时候输出高，什么时候输出低。由这些高低电平的变化来控制你的系统板，实现我们需要的各个功能。至于看书，只需大概了解单片机各管脚都是干什么的？能实现什么样的功能？第一次，第二次你可能看不明白，但这不要紧，因为还缺少实际的感观认识。所以我总是说，学单片机看书看两三天的就够了，看小说你一天能看五六本，看单片机你两三天看两三遍就够了，可以不用仔细的看。推荐一本书，就这一本就足够，书名是《新编MCS-51单片机应用设计》，是哈尔滨工业大学出版社出的的，作者是张毅刚。大概了解一下书上的内容，然后实践，这是非常关键的，如果说学单片机你不实践那是不可能学会的，关于实践有两种方法你可以选择，一种方法：你自己花钱买一块单片机的学习板，不要求功能太全的，对于初学者来说你买功能非常多的那种板子，上面有很多东西你这辈子都用不着，我建议有流水灯、数码管、独立键盘、矩阵键盘、AD或DA（原理一样）、液晶、蜂鸣器，这就差不多了。如果上面我提到的这些，你能熟练应用，那可以说对于单片机方面的硬件你已经入门了，剩下的就是自己练习设计电路，不断的积累经验。只要过了第一关，后面的路就好走多了，万事开头难，大家可能都听过。方法二：你身边如果有单片机方面的高手，向他求助，让他帮你搭个简单的最小系统板。对于高手来说，做个单片机的最小系统板只需要一分钟的时间，而对于初学者可就难多了，因为只有对硬件了解了，才能熟练运用。而如果你身边没有这样的高手，又找不到可以帮助你的人，那我劝你最好是自己买上一块，毕竟自己有一块要方便的多，以后做单片机类的小实验时都能用得上，还省事。
有了单片机学习板之后你就要多练习，最好是自己有台电脑，一天少看电影，少打游戏，把学习板和电脑连好，打开调试软件坐在电脑前，先学会怎么用调试软件，然后从最简单的流水灯实验做起，等你能让那八个流水灯按照你的意愿随意流动时你已经入门了，你会发现单片机是多么迷人的东西啊，太好玩了，这不是在学习知识，而是在玩，当你编写的程序按你的意愿实现时你比做什么事都开心，你会上瘾的，真的。做电子类的人真的会上瘾。然后让数码管亮起来，这两项会了后，你已经不能自拔了，你已经开始考虑你这辈子要走哪一行了。就是要这样练习，在写程序的时候你肯定会遇到很多问题，而这时你再去翻书找，或是问别人，当得到解答后你会记住一辈子的，知识必须用于现实生活中，解决实际问题，这样才能发挥它的作用，你自己好好想想，上了这么多年大学，天天上课，你在课堂上学到了什么？是不是为了期末考试而忙碌呢？考完得了90分，哈哈哈好高兴啊，下学期开学回来忘的一干二净，是不是？你学到什么了？但是我告诉你单片机一旦学会，永远不会忘了。另外我再说说用汇编和C语言编程的问题。很多同学大一二就开设了C语言的课，我也上过，我知道那时天天就是几乘几，几加几啊，求个阶乘啊。学完了有什么用？让你用C语言编单片机的程序你是不是就傻了？书上的东西我们必须要会运用。单片机编程用C语言或汇编语言都可以，但是我建议用C语言比较好，如果原来有C语言的基础那学起来会更好，如果没有，也可以边学单片机边学C语言，C语言也挺简单，只是一门工具而已，我劝你最好学会，将来肯定用得着，要不你以后也得学，你一点汇编都不会根本无所谓，但你一点C语言都不会那你将来会吃苦头。汇编写程序代码效率高，但相对难度较大，而且很罗嗦，尤其是遇到算法方面的问题时，根本是麻烦的不得了，现在单片机的主频在不断的提高，我们完全不需要那么高效率的代码，因为有高频率的时钟，单片机的ROM也在不断的提高，足够装得下你用C语言写的任何代码，C语言的资料又多又好找，将来可移植性非常好，只需要变一个IO口写个温度传感器的程序在哪里都能用，所以我劝大家用C语言。
总结上面，只要你有信心，做事能坚持到底，有不成功不放弃的强烈意志，那学个单片机来说就是件非常容易的事。
具体的你可以到http://www.zytxs.com/web2/mj07b22289.html去下载学习资料跟视频
I. 信号与系统课程对嵌入式单片机方向的重要性
一句话：单片机是大脑，信号是各个感观器官，没有了信号，单片机就是一个废物。
单片机的作用就是把采集到的信号进行处理，再把处再结果给执行机构。信号与系统课程就能教你如果处理各种信号，如何把信号给单片机，学好它是学好单片机的基础，好好加油。
J. 现阶段单片机开发工程师必需的技术和技能是什么呢， 需要注意的是什么呢
单片机的重要性在后PC时代逐渐加重了，现在更多的电子设计者和爱好者讨论最多的话题莫过于嵌入式系统的设计，C51、VHDL、RTOS、CPLD、FPGA、DSP、ARM已是当今挂在电子工程师嘴边最多的几个词，由于工艺的进步，家庭智能化已不是空中楼阁，其中功能越来越强大、体积越来越小、成本越来越低的MCU出现正是这场革命的推动者。下面就由福州卓跃教育具体介绍。
总结现阶段单片机开发工程师必需的技术和技能，学单片机之前先把C语言弄透，以后会少走好多弯路。
至于实验初学者可以先学流水灯、矩阵按键、数码管扫描，完后玩一点更稍级的18B20、DS1302、LED屏幕、液晶等，这些都会了然后往更高层次发展。
单片机是工具，它需要你具备一定的模拟、数字基础知识，学这些都不难，最难的是坚持学下去。手机上、MP3上的控制芯片现在用的是ARM，这算是一种更高级的单片机，这就是单片机和电子的关系。单片机是一种潮流，推动电子往更高层次发展的潮流。