3分钟看懂PLC与单片机的异同

一、什么是单片机

单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机，是典型的嵌入式微处理器(Micro Controller Unit简称MCU)。

①它相当于人的大脑，单片机内的代码就是人的思想，没有思想的人可叫植物人吧。

②晶振就是人的心脏

③眼睛、舌头(味道)就是输入

④人的手、脚就是输出

⑤嘴巴即能吃进美食(输入)，又可以说话(输出)；皮肤即能触觉感知(输入)，又能调节身体温度(输出)。那就是所谓的准双向。

第一款单片机根据冯·诺伊曼思想设计，它是单片机思想的鼻祖。后来又产生了哈佛结构的单片机，比如下面的PIC单片机、STM32单片机。

如何使用移步：51单片机-宏晶STC程序调试、烧录、硬仿真。

PIC单片机

AVR单片机(16位)

STM32单片机(32位)

STM32单片机详细的描述移步：STM32单片机介绍1。

单片机指的是一种集成电路芯片，内部框图如下图所示。这种芯片采用规模化的集成电路，将数据处理、数据运算、控制系统等集成到芯片内，构成了一个微小但功能却完善的计算机系统。

单片机可以当作浓缩的计算机(俗称电脑)，它麻雀虽小，但也五脏具全。比如电脑里的桥、DMA，在STM32中亦含有。

​单片机主要用在电脑、手机、汽车电子、仪器仪表、航空航天、白色家电、智能设备等领域，使用范围非常广泛。

二、什么是PLC

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller简称PLC)内部具有单片机(微处理器)，是专门用于工业环境中，实现自动化控制而设计的一种数字运算系统。主要通过模拟和数字的输入输出控制和驱动设备，用于机械生产、石油、化工等工业控制领域。从本质上说，PLC其实就是一套已经做好的单片机系统。

PLC起源：最初的目的是替代机械开关装置(继电模块)，想象一下，在一个庞大复杂的设备中使用数量巨大的电气元件(中间继电器、时间继电器等)，接线有多复杂啊，日后维护也是大问题。自从1968年以来，PLC的功能逐渐代替了继电器控制板。现代PLC具有更多的功能，其用途从单一过程控制延伸到整个制造系统的控制和监测。

三菱FX-2N

有关PLC的使用移步：三菱FX系列PLC-编程1。

PLC具有通用性强、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单(图形编程)等特点。所有PLC都是由三个主要组成部分：输入、MCU和输出，如下图所示。

三、单片机与PLC的异同

1、PLC是在单片机的基础上开发的产品，单片机包含在PLC内，单片机加上外围电路，就形成了PLC。

HCA8-32X32YT主控板

图片来自：PLC维修-禾川HCA8-32X32YT。

2、单片机的价格低，开发周期长；PLC价格高，但开发周期较短。

3、单片机只是一种集成电路芯片，单独无法应用，必须要和元器件、软件程序组合才能使用。

4、单片机的功能稳定性差，使用起来比较麻烦；PLC简单易用、可靠性高、方便快捷、稳定。PLC是应用单片机构成的比较成熟的控制系统，已经调试成熟稳定的单片机应用系统的产品，故有较强的通用性。很多PLC培训机构鼓吹这一点。

5、PLC的底层运行其实就是单片机在运行，单片机能够实现PLC的所有功能，响应速度和精度都比PLC高。

6、单片机可以构成各类大小不同的应用系统，使用范围非常广；而PLC只是由单片机构成的应用系统中比较成熟的控制系统之一。

7、单片机一般用于规模大的项目，因为效益好、成本低；规模较小、工艺要求高的项目使用PLC较多。

8、单片机的使用环境要求较高；PLC可以用在比较恶劣的环境中。硬件电路做的稳定且代码健壮也是完全可以替代PLC的，但这是以时间为代价(时间成本)。

9、单片机的程序语言一般采用的是C语言(也有纯汇编语言或嵌入汇编语言)，难度较大；而PLC一般采用梯形图语言，简单易懂。

梯形图语言转换通常做法是由PLC软件(比如三菱的GX Works2)把你的梯形图转换成C语言或汇编语言(由PLC所使用的CPU决定)，然后利用汇编或C编译系统编译成机器码。PLC运行的是机器码，梯形图只是让使用者更加容易使用而已。

国产仿三菱，比如信捷(信捷XC系列PLC-编程)、禾川等：STM32仿三菱PLC系统程序与参考原理图、PCB板图。

四、单片机可以取代PLC吗

有人说这是个伪问题，单片机是元器件，PLC是由元器件以及庞大的软件构成的系统，两者在这一方面没有可比性。大多PLC的控制芯片实际上就是单片机，也就是说可以将PLC看成是单片机的二次开发。

电气工程师不是电子工程师，他们的工作不是单单考虑单片机如何驱动继电器来控制机床，甚至有的电气工程师都不会C语言、之类的MCU开发语言。近些年，IEC-61131-3标准的推广，越来越多的PLC支持多种编程语言，如类似C语言的ST语言，类似电路图的CFC语言。这种便利的功能是传统单片机开发环境真的无法实现。

在工业控制领域，PLC占据绝对优势，就目前形势(单片机的功能、稳定性、易用性、编程及维护等)来看，单片机取代PLC那将是一项不可能完成，或者说期限趋向于无穷的艰巨任务。

五、职业推荐

做PLC的人想着如何转单片机或者上位机(比如C#、Labview等)，但做单片机的人一般不会考虑转PLC。从对原有经验和技能的继承上来说，上位机性价比更高。

PLC行业一般出差较多，经常泡在调试现场。除非做到总设计师的程度，由下属到现场处理，你远程遥控。

单片机行业出差较少，基本上都是在工厂内部完成，测试好即可。

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