01-C语言实现一个简单PLC仿真小程序（上）

PLC，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），这里跳过对这种设备的详细介绍，仅大致说明一下。
PLC最初是为了完成较复杂的继电器控制的替代，随着计算机技术的发展，这种电气逐渐具备执行复杂计算的功能。
目前的PLC内置有完整的系统，可通过计算机编程后将对应程序下载到PLC设备中并执行，主要采用梯形图作为编程语言。按编程风格划分，可大致分为日系、欧系、美系，这三种风格各有优缺点，但大致上是相同的。
以上内容，是为了在不深入研究厂家（如三菱、西门子、AB）的PLC设备的情况下猜测PLC设备的实现方式而进行的一些介绍，更具体的东西不做讨论。

三菱的PLC使用过程：用 梯形图/SFC/指令表 编写程序，编译，连接PLC，下载程序。
1、程序需要编译后才进行下载，推测三菱PLC的程序代码或许是hex或其他非明文的格式；
2、SFC与梯形图可互转换，梯形图与指令表语言可互转换。或者说，完全可以用指令表来编写程序，然后转换为梯形图。推测，三菱PLC的程序是对指令表语言进行编译。

这里有两张图片：

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以上两张图片来自三菱FX系列PLC的编程手册。
注意，我们在三菱PLC中常说的指令，如LD、OUT，在说明书中，被称为指令助记符，而每个指令具有对应的 FNC编号。
应该说，FNC编号（个人猜测FNC实际上是 function 的意思）才是指令，而LD、OUT之类的指令是 FNC 指令的助记符。
在三菱PLC中，或许是将指令作为一个函数，通过对函数的调用来执行对应的操作。

于是，三菱PLC的设计原理是：
硬件上，在一块电路板上，核心以一枚单片机作为CPU，围绕该CPU设计了相应的24V转5V（给单片机芯片供电）的供电电路，以光耦隔离实现的输入信号采集功能，以继电器输出或晶体管输出实现的低压控制24V高压的输出电路。最终，为该CPU加入串口（232）通讯模块，该模块用于提供程序下载、PLC与扩展模块、PLC与上位机通讯的功能。
软件上的设计则是，在该CPU上编写好相关的程序，该程序循环执行，读取用户程序存储区内的数据，并依据用户数据执行相应操作。FX1S的功能较简单，据说该系列的PLC的CPU采用51单片机实现，因我并未拆过该系列的PLC，也未能查找到相关的设计资料，不好下定论，如有知道的人请告知。虽然无法确定这种说法是否真实，但是原先我使用过山寨三菱PLC的国产工控板，该款工控板采用的正是52单片机，可使用GX developer以及 GX Works2进行编程下载，功能与FX1S完全一样。
也就是说，以51单片机是可以实现三菱FX1S系列PLC的功能设计的，由此可推测，FX1S系列的系统并不复杂。

这里我试图用C语言实现一个模拟简单的PLC功能的小程序，仅在控制台上运行，初步先实现基本的输入输出功能，即实现 LD、OUT两个指令。