本设计介绍了一个简单的基于MCS-51的基于微控制器的API，系统分为三个部分：（1）硬件设计部分（2）API开发环境的设计与实现主机（3）API Part操作系统的设计与实现。者主要负责执行第三部分：PLC操作系统的设计和实现。者讨论了简单自动机的编译原理和单片机的实现方法，并阐述了自动机源程序与目标文件的关系和编译方法。方法将控制器编写的指令列表程序编译为MCS-51可执行文件。后将其编程到单片机中，以使其能够实现简单的控制功能，这种设计是研究自动机原理的有用尝试。个MCS-51可编程控制器系统由三部分组成：硬件设计部分，主机的开发环境部分以及PLC操作系统的设计和实现部分。者主要负责PLC操作系统的设计和实现。
控制器操作系统的设计和实现中，他负责初始化硬件系统，将控制器指令翻译成微控制器的语言等。
研究API的工作原理的基础上，作者设计了该API操作系统并实现了常见的API逻辑指令，包括触电指令。输出指令，时序指令，计数器指令等。用单芯片汇编语言。
单可编程逻辑控制器的源程序使用直接转换方法进行编译，即将每个PLC指令转换为一组MCS-51单片机机器码指令。令LD的编译分为两种情况：一种是指软继电器和硬继电器的常开触点，电击数XX是从0到119的十进制数，编译器生成4行汇编语言，其中YY为XX这是十六进制数的结果，该十六进制数也是RAM中的位地址；在另一种情况下，计时器或计数器输出始终处于激活状态并引起电击，电击数为CNTXX或TIMXX，其中XX为十进制数，值的范围为0到31。YY是一个十六进制RAM地址，它对应于由XX表示的存储器中定时器/计数器的高字节地址。一组指令有4行。三行的功能是将进位标志C存储在地址1FH的位0中。四行指令的操作结果是将数据从位地址YYH传输到进位标志C。二组指令由5行组成。
令的前三行实际上与LD指令的第一种情况相同，后者在1FH的第0位将数据存储在C中。两条指令的目的是将YYH地址的数据的第二个最高有效位写入进位标志C。
时器/计数器数据的下一个最高位是先前指定的，以指示定时器/计数器输出状态（1表示常开触点已闭合，0表示常开触点已打开）。三和第四组指令与LD指令完全相反。于LD-NOT指令表示常闭触点，因此常开触点的执行结果必须相反，因此有必要仅在指令执行器上添加否定指令“ CPL C”。LD指令的基础。OUT指令是PLC语言的输出指令。END指令是PLC源程序的结束指令。两个指令是每个API源程序的组成部分。果源程序遇到OUT指令，它将把输出指令写入要生成的目标程序。果遇到END语句，则会写入一条跳转指令。OUT指令中的XX是输出线圈的编号，它是一个十进制数，值的范围在0到103之间。Y是XX转换为十六进制数的结果，也是十六进制的地址。RAM中的位。指令的目的是将进位标志C的数据存储在YY指向的位地址中。果XX的值是96到103，则YY的对应值是60到67H。时，此数据还将发送到8255 PC端口进行输出。END指令仅在API的源程序中作为程序结束标志才有意义。
这在已编译程序中非常重要，因为主程序以循环周期运行。片机可以通过8255芯片的PA端口和PB端口以连续循环的方式获取最新的输入数据，并将输出数据发送到8255的PC端口。果主程序循环执行，则在主程序末尾必须有一条跳转指令，程序才能在主循环程序的开头运行。
简单的PLC中，主循环程序从ROM的地址0400H开始，因此END指令的编译结果是启动程序，以便从l开始执行。址0400H。
以看出，在编写简单的PLC程序时，END指令不是多余的。试结果：按下按钮＃104，继电器＃96、98、100和102亮起，相应的指示灯亮起，释放其余的继电器97、99、101和103，相应的指示灯亮起关闭。时，可以执行自锁功能，也就是说，无论是否按下104，输出状态都不会改变。通过按n°105（停止键）按钮，就可以接通单元97、99、101和103并打开相应的灯，同时继电器96、98、100剩下的102个被释放，恒温阀芯相应的灯熄灭。现了自动机基本指令的汇编和翻译，尤其是：LD，AND，OR，LD-NOT等。
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