可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备,在工业领域发挥着愈来愈大的作用。然而,高端(具有通讯、数控、数据采集等功能)PLC的核心技术长期被欧、美、日等外资企业掌握着。它们垄断了国内庞大的PLC市场。而且,国外PLC价格高昂,开放性不高,普及十分困难。因此,十分需要开发具有自主产权的PLC。近年来,先进高性能单片机技术的发展,为PLC的硬件研制提供了物质基础。开发一种计算机与单片机主从结构的、开放的、模块化的、低成本PLC是国内PLC产品开发的一个方向。在这样的背景下,我们总结了可编程控制器的基本构成、工作原理及其特点,建立了开放式可编程控制系统的结构模型,并选用51内核单片机STC89C51作为PLC的处理器,设计制作了一款小型PLC,该PLC能够实现逻辑输入、输出、通信等功能:在这个基础上。对51内核单片机和三菱FX2n PLC指令集展开研究,提出了PLC集成开发平台的C51实现方案,并使用开发工具Borland C++Builder设计开发了PLC上位机软件,该软件具备梯形图编辑、逻辑运算、数据处理等功能,且能将梯形图程序编译为能够被51单片机CPU运行的可执行文件。论文详细分析了课题PLC系统的硬件设计,阐述了上位机前台梯形图输出的方法,给出了编译器对PLC指令解释的原理,研究了C51编译系统的数据格式,以及如何通过调用C51编译器、连接/定位器、转换器,实现了梯形图语言到机器语言的转换。最后,论文分析了USB通信原理及其系统构成,并完成USB通信的固件编程及数据通信测试,成功将USB通信应用到PLC领域。