用51做了个 PLC：X、Y、高速计数输入、高速输出、Modbus等直接用，超低学习成本

ID:353115 · 发表于 2026-3-3 08:41

大家好，我是一名嵌入式开发者。一直觉得工业 PLC 价格高、定制难，于是决定用 51 单片机从零做一个小型 PLC。现在已经实现了DI、DO、AI、AO、高速计数输入、Modbus RTU 通信、辅助继电器、通用数据寄存器、16位通用加计数器、32位通用加减计数器、1ms定时器、10ms定时器、100ms定时器、1s定时器、1min定时器，这个帖子将逐步介绍，项目在proteus上的STC15W4K32S4上实现，若有需要可提供实板原理图，进行定制专用的MCU-PLC。

ID:353115 · 发表于 2026-3-3 17:01

本项目是一个已建立好的KEIL工程，下载后直接打开即可。

直接在app_plc文件夹编写自己的代码就好了，
图片中的程序代码是在Y103输出500Hz，占空比50%的PWM波形
高速计数输入计250时，即250/500为0.5s，
在仿真中，将Y103连接到了X0，Y0接了一个LED灯，可以看到LED闪烁。

ID:353115 · 发表于 2026-3-3 17:33

这里放上proteus的仿真（需要8.15版本）、工程（内含设计说明书）。

ID:353115 · 发表于 2026-3-4 08:14

本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:20 编辑

【通用输入/通用输出操作】
X为输入，Y为输出。
读取输入，直接写名称即可。

IF (X0)
{
……
}

复制代码

将输出置为0的三种写法：

RST(Y0);
Y0=0;
MOV(0,Y0);

复制代码

将输出置为1的三种写法：

SET(Y0);
Y0=1;
MOV(1,Y0);

复制代码

将输入短路至输出的两种写法：

Y0=X0;
MOV(X0,Y0);

复制代码

ID:283207 · 发表于 2026-3-4 10:11

感谢楼主，下载学习一下。51做PLC仅供学习原理应该是没什么问题的

ID:647576 · 发表于 2026-3-4 13:40

提议降分, 代码不全, 功能关键代码缺失

ID:353115 · 发表于 2026-3-5 13:46

本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:20 编辑

【模拟量输入】
直接读取值即可：
D0=AI0;

ID:258566 · 发表于 2026-3-5 17:31

plc相关提供一个外部头文件，而不是在几个头文件中
mcu plc。lib中有没有使用时间限制。

ID:353115 · 发表于 2026-3-5 20:03

cccc888 发表于 2026-3-5 17:31
plc相关提供一个外部头文件，而不是在几个头文件中
mcu plc。lib中有没有使用时间限制。

这个LIB没有使用限制，但是只在仿真中测试通过

ID:353115 · 发表于 2026-3-6 08:00

【定时器】
所有的定时器，都是倒计时定时器，将从设置的值开始倒计时，若计数值达到0，运行状态T_STA_RUN，将转变为计时到达状态T_STA_OK。
定时器有4种状态、5种使用方法。
4种状态分别是：停止（T_STA_STOP）、运行（T_STA_RUN）、暂停（T_STA_PAUSE）、计时到达（T_STA_OK）。
5种使用方法分别是TON、TPAUSE、TRST、TGetSta、TGetVal，用以下例子加以说明。
//若T0定时10ms时间到，则输出Y0。
IF (TON(T0,10)==T_STA_OK)
{
SET(Y0);
} ELSE {
RST(Y0);
}
//时间未到时，若X0输入，则暂停定时器，若X1输入，则重置定时器
IF (TGetSta(T0)!=T_STA_OK)
{
IF (X0) TPAUSE(T0);
IF (X1) TRST(T0);
}
//将计数值导出到D0
D0 = TGetVal(T0);
注意，定时器定时值的单位为对应时基：如1ms定时器T0，TON(T0,10)表示定时10ms；100ms定时器T100，TON(T100,5)表示定时500ms，以此类推。

ID:353115 · 发表于 2026-3-6 16:56

【计数器】
计数器有3种状态，分别是停止（C_STA_STOP）、运行（C_STA_RUN）、计数到达（C_STA_OK）。
16位通用加计数器有2种方法。
第1种方法，加计数：CTU(要使用的计数器,信号源,计数目标值)。
例如使用计数器C0对X0的上升沿，进行加计数，到达10次时，Y0输出1s后重新开始计数。

IF (CTU(C0,X0,10)==C_STA_OK) //若计数器C0，捕捉到X0上升沿10次
{
TON(T50,100); //启动1s定时器
SET(Y0); //输出Y0
} ELSE {
RST(Y0); //清除Y0
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若1s时间到
{
RST(Y0); //清除Y0
TRST(T50); //重置定时器
C16RST(C0); //重置计数器
}

复制代码

第2种方法，减计数：CTD(要使用的计数器,信号源,计数目标值)。
例如使用计数器C1对X1的下降沿，进行减计数，到达10次时，Y1输出2s后重新开始计数。

IF (CTD(C1,NOT(X1),10)==C_STA_OK) //若计数器C1，捕捉到X0下降沿10次
{
TON(T50,200); //启动2s定时器
SET(Y1); //输出Y1
} ELSE {
RST(Y1); //清除Y1
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若计时时间到
{
RST(Y1); //清除Y1
TRST(T50); //重置定时器
C16RST(C1); //重置计数器
}

复制代码

32位通用计数器有1种方法。CTUD(计数器,加计数信号源,减计数信号源,计数目标值)。
例如使用计数器C200，X0作为加计数信号源，X1作为减计数信号源，当数值到达200时，Y0输出2s，然后重新计数。
由于32位通用计数器在计数完成后，仍会受到加减操作的影响，导致状态变更，因此引入辅助继电器，避免Y0的输出波动。

IF (M0==0) //若M0为0
{
IF (CTUD(C200,X0,X1,200)==C_STA_OK) //若计数器C200，在X0和X1的计数信号下，达到200次
{
TON(T50,200); //启动2s定时器
SET(Y0); //输出Y0
SET(M0); //置位M0
} ELSE {
RST(Y0); //清除Y0
}
}
IF (TGetSta(T50)==T_STA_OK) //若定时时间到
{
RST(Y0); //清除Y0
C32RST(C200); //重置计数器
RST(M0); //清除M0
TRST(T50); //重置定时器
}

复制代码

ID:353115 · 发表于 2026-3-7 11:00

【高速输出/PWM】
控制高速输出有4种方法。分别为以下：
以Y100为例。
输出控制：PWM_OUT(Y100,频率,占空比)。频率范围为400Hz~100KHz，占空比范围为0-100，为整数，请勿使用小数。占空比0=无输出，100=持续高电平。
获取输出频率：PWM_GetFre(Y100)。返回设置的频率，若未设置，返回0。
获取输出占空比：PWM_GetDuty(Y100)。返回设置的占空比，若未设置，返回255。
停止输出：PWM_STOP(Y100)。Y100将为0。
注：若不进行高速输出，其默认将为一个通用输出。

ID:90212 · 发表于 2026-3-8 10:30

要做PLC起码也得用STC32吧

ID:353115 · 发表于 2026-3-8 16:12

gongzhu 发表于 2026-3-8 10:30
要做PLC起码也得用STC32吧

PCB可以用STC32，但是仿真上没有，所以用了STC15，其实任何单片机都可以

ID:353115 · 发表于 2026-3-9 10:31

本帖最后由 qsssuv 于 2026-3-11 08:21 编辑

【高速计数输入】
需要用到特殊辅助继电器、特殊数据寄存器，这里使用了一看就明白的变量值。
使能高速计数输入X0，注意使能后，请勿将其用作通用输入接口：

DX0_CNT=0; //设置起始计数值
MX0_OUT=0; //清除溢出标志
DX0_MAX=100; //定义设置上限
SET(MX0_EN); //启动

复制代码

停用高速计数输入X0，停用后，可用作通用输入接口：

RST(MX0_EN); //清除使能。除非用户手动清除计数值DX0_CNT，否则启动后继续计数

复制代码

当起始计数值DX0_CNT达到设置上限DX0_MAX，溢出标志MX0_OUT会置1，并且DX0_CNT从0开始。需要用户手动清除溢出标志MX0_OUT。
需要注意，受限于MCU的性能，若值范围为0~255，则计数的设置上限，以及起始计数值，设置时均不可超出此范围。
若需要使用高速计数输入X3，将以上代码中的X0修改为X3使用即可。

ID:353115 · 发表于 2026-3-10 08:20

【日期和时间】
dhms是一个集合了设备已运行时间的对象。包含天数、时、分、秒。
dhms.day，天，最大到32767。
dhms.hour，时。
dhms.min，分。
dhms.sec，秒。
用户可将其加载至通用数据寄存器。

ID:353115 · 发表于 2026-3-11 08:21

【Modbus-RTU从站协议】
通信配置：4800,N,8,1。访问地址固定为1。
寄存器表就不贴图了，可以下载下来看设计说明中的详细内容。
总之，就是直接连上Modscan工具就可以使用，很方便。

在仿真上，你需要安装虚拟串口驱动，才能使用modscan连接到proteus仿真
在app_plc_reg_update文件中，填写了默认的更新事件内容，用户可自定义其它行为

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