1 嵌入式軟PLC的總體結構

　　嵌入式軟PLC與嵌入式系統共享一個CPU，PLC和嵌入式系統之間沒有多余的導線連接，增加了系統的可靠性，易于實現許多高級功能。PLC中的信息也能通過嵌入式系統的顯示屏顯示，通過嵌入式系統的編輯鍵可方便地對PLC進行編輯操作。

　　1.1 嵌入式軟PLC的硬件結構

　　外部輸入的開關量經過光電隔離后連接到FPGA的I/O口，通過FPGA地址譯碼，FPGA通過數據地址總線與CPU相連。這樣CPU就可以通過數據地址總線獲得和設置輸入量的工作狀態。

1.2 嵌入式軟PLC的軟件結構

　　嵌入式軟PLC程序包括兩類：一類是編輯狀態，實現PLC程序的輸入和編譯功能;另一類是面向生產過程的應用程序。系統軟件結構由4部分組成，分別是編輯模塊、編譯模塊、執行模塊和監控模塊。

2 系統關鍵組成部分的設計與實現

　　2.1 梯形圖編輯器

　　Qt/Embedded是著名的Qt庫開發商Trolltech推出的面向嵌入式系統的Qt版本。Qt/Embedded具有可移植性強和支持跨平臺開發等優點。本系統采用Qt編寫界面。

　2.1.1 梯形圖的數據結構設計

　　梯形圖編輯具有方便、邏輯直觀的特點，梯形圖編輯器借助于梯形圖的內部數據結構來實現顯示、插入、刪除、代碼轉化等功能。

　　PLC語言中，各種元素包括單個節點（如常開觸點、常閉觸點等）和邏輯塊（如與邏輯塊、或邏輯塊），它們都含有相同的操作，如插入、刪除、繪圖等。可以把組成梯級的各個邏輯塊看成組成梯級的各個部分，把組成邏輯塊的子邏輯塊和單個節點看成是組成邏輯塊的各個部分，符合“部分一整體”的層次結構。可以采用面向對象的設計思想，使用composite模式遞歸地創建樹狀結構。使用組合結構，能夠把相同的操作應用在組合和個別的對象上。大多數情況下，可以忽略對象組合和個別對象之間的差別，簡化程序代碼，增強了軟件的可維護性。

LadderElement是一個抽象類，為組合對象的接口。代表梯形圖語言的任何一個圖形元素，它既可以代表元件又可以代表邏輯塊，在適當的情況下可以實現所有類共同的缺省行為，如繪圖和代碼轉換等;LadderCell為所有元件類（如常開觸點、常閉觸點、輸出、置位、復位）的基類;LadderBlock為所有邏輯塊（如與邏輯塊類、或邏輯塊類等）的基類。

一個梯級和它對應的數據結構，OrBlock為或邏輯塊類的對象，AndBloek為與邏輯塊類的對象，Rung為梯級類的對象。

　　此外，為了能夠方便地進行繪圖和編輯，引入了一個空元件類。它的作用是梯形圖中的水平連接線，實現方法是繼承LadderCell類，重新實現成員函數Draw（）來畫一條水平的線段。

　2.1.2 編輯功能的設計與實現

　將屏幕分割成一定數目的小的區域，并創建含有相同數目的二維數組。當繪制元件時，將元件、元件所在的邏輯塊和元件所在的梯級指針保存到數組中，通過光標在屏幕上的坐標可以獲得二維數組的下標，從而可以獲得光標所在的元件、邏輯塊和梯級在內存中與之相對應的對象。

　　梯形圖的編輯通過改變其在內存中的數據結構來實現，在數據結構被改變后，重新繪圖。對梯形圖的編輯包括：插入元件、插入分支、插入梯級、刪除元件和刪除梯級等。篇幅所限只作簡要介紹。

　　刪除元件：刪除LadderBlock中的一個元件Ladder一Cell（A）后，如果LadderBlock中只剩下一個LadderCell（B）時，LadderCell（B）取代LadderBlock的位置，插入到LadderBlock的父LadderBlock中;如果LadderBlock中只剩下一個LadderBlock（B），則將LadderBlock（B）的所有LadderElement插入到LadderBlock的父LadderBlock中。

　插入分支：通過光標在屏幕上兩次選擇分支的起始和結束位置，這兩個位置必須屬于同一個AndBlock（A）。起始和結束位置選擇后，將兩個位置間的LadderElement作為分支構成一個AndBlock（B）并計算出AndBlock（B）所占的列數n，然后新建一個表示插入分支的AndBlock（C），AndBlock（C）中插入n個空元件。建一個OrBlock并將AndBlock（B）和AndBlock（C）插入到0rBlock中。OrBlock即表示插入分支后的或邏輯塊。OrBlock取代兩次選中之間的元素在它們的父邏輯塊中的位置，然后根據修改后的數據結構畫圖得到插入分支后的梯形圖。