PLC课程设计_七段码数字钟
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基于PLC的数字电子钟毕业设计完整版.doc 本文是关于基于PLC的数字电子钟毕业设计完整版的介绍,下面将为大家详细阐述。
一、选题背景随着现代社会的发展,数字电子钟成为了人们生活中不可缺少的物品之一。
数字电子钟可以直观地显示时间,并且具有定时、闹钟、铃声等功能,受到了广泛的青睐。
本文选题基于PLC的数字电子钟,旨在运用数字电子技术和现代化工业控制技术,设计制作一款具有高精准度、稳定性、可靠性的数字电子钟。
二、选题目的本文选题的目的是设计制作一款基于PLC的数字电子钟,该产品具有以下优点:1、高精度计时功能:该数字电子钟采用高第二振荡器,具有秒级精度。
2、多功能组合:该数字电子钟可以实现闹钟和定时功能,并且具有3种铃声选择。
3、PLC可编程控制:采用PLC技术进行控制,可实现电子钟的编程控制和调试。
4、良好的稳定性和可靠性:数字电子钟的硬件部分采用高质量的元器件,具有良好的稳定性和可靠性。
三、技术路线本文的数字电子钟主要由显示模块、控制模块和电源模块组成。
显示模块:显示模块采用4位7段数码管,通过PLC输出控制信号,实现数字时钟的显示功能。
控制模块:控制模块采用PLC进行控制,信号处理电路通过采集各种外部信号控制数码管的显示和闹铃的启停。
另外,该数字电子钟还具有闹钟、定时等功能,可实现按键控制。
电源模块:电源模块采用变压器降压、稳压电路进行变压、稳压,以保证电子钟的正常工作。
四、设计思路1、数字显示功能的实现显示模块采用4位7段数码管,通过PLC输出控制信号,实现数字时钟的显示功能。
以公共阳极方式接线,通过PLC输出控制信号,选择要显示的数字,在输出控制信号后,使其中的1位7段数码管上显示相应的数字。
2、实现外部信号采集3、 PL C可编程控制实现功能数字电子钟的编程控制和调试可以通过PLC技术来实现,用户可根据需要编制相应的程序来实现不同的功能。
例如,对不同的闹钟周期进行设置、调整铃声大小等。
四、实验结果与分析本文设计制作的基于PLC的数字电子钟具有高精准度、稳定性、可靠性等优点,通过实验测定,数字电子钟的时钟计时误差在1s以内,稳定性好,可靠性高,其功能实现较为完善。
电气控制与PLC 课程设计题 目: 七段码数字钟 院系名称: 电气工程学院 专业班级: XXXXXXXXXX 学生姓名: XXXXXX 学 号: XXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX目录1 系统概述 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 控制任务 (1)1.3 实现目标 (1)2 方案论证 (2)2.1 控制方案选择 (2)2.2 数码管显示原理 (2)3 硬件设计 (5)3.1 系统的原理方框图 (5)3.2 主电路 (5)3.3 I/O分配 (6)3.4 I/O接线图 (7)3.5 元器件选型 (8)4 软件设计 (8)4.1 程序流程图 (8)4.2 梯形图 (10)5 系统调试 (15)设计心得 (16)参考文献 (17)附录 (18)1 系统概述20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1.1 设计目的通过设计与实践,制作出具有准确显示小时、分、秒的数字钟,且可以校时。
1.2 控制任务电子钟显示的内容通常有月、日、星期、时、分、秒等。
本系统只显示时、分、秒 ,采用七段显示器显示各位数字 ,显示数值的范围如表1-1所示。
表格括号中的数字表示显示的数字范围。
表1-1 电子钟显示内容与数值(1)由PLC控制的大型数字电子钟由6个7段L E D发光管组成。
(2)左边两个数码管显示0~23小时,中间两个数码管显示00~60分,后边两个发光二极管显示秒(即每秒闪烁一次)。
(3)显示时、分、秒。
(4)时、分、秒中间间隔的“:”用LED灯(24V)实现,并保持一直亮着的状态。
(5)开始状态时,显示为00:00:00,启动以后开始计时。
设 计 题 目: LED 七段数码管数字钟 学 院 名 称: 计算机科学与工程学院 专 业: 计算机科学与技术 班 级: 05计1 姓 名: 丁 琳 指导教师姓名: 白凤娥 指导教师职称: 教 授设 计 成 绩: 评 阅 教 师: 评 阅 日 期:2008年 12月 日微机原理与接口技术课程设计报告JIANGSU TEACHERS UNIVERCITY OF TECHNOLOGY目录一、设计任务书 (3)二、设计题目 (3)三、设计方案 (3)四、硬件原理 (4)1.七段数码管显示 (4)2.键盘扫描显示 (5)3.8253计数器和8259中断 (6)4.硬件连接 (6)五、程序流程图及程序清单 (7)1.七段数码管显示 (8)2. 键盘扫描显示 (9)3.定时器设计 (12)4.总程序设计 (15)六、调试过程及结果 (29)七、设计总结和体会 (30)八、参考文献 (30)一、设计任务书《微机原理及接口技术》是一门应用性、综合性、实践性较强的课程,没有实际的有针对性的设计环节,我们就不能很好的理解和掌握所学的技术知识,更缺乏解决实际问题的能力。
所以通过有针对性的课程设计,会使我们学会系统地综合运用所学的理论知识,提高我们在微机应用方面的开发与设计本领,系统的掌握微机硬软件设计方法。
通过课程设计实践,不仅要培养我们的实际动手能力,检验我们对本门课学习的情况,更要培养我们在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书,掌握工程设计手段和软件工具,并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。
培养我们实事求是和严肃认真的工作态度。
通过设计过程,要求我们熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤,使我们得到微机开发应用方面的初步训练。
集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题,真正做到理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力,实现由学习知识到应用知识的初步过渡。
PLC课程设计--基于S7-200PLC 的倒计时的控制系统设计学号2010210330《电气控制与可编程控制技术》课程设计(2010级本科)题目:基于S7-200PLC的倒计时的控制系统设计系(部)院:物理与机电工程学院专业:电气工程及其自动化作者姓名:指导教师:职称:完成日期:2013 年 6 月30 日课程设计任务书学生姓名李俊杰学号2010210330专业方向电气工程及其自动化班级电气10(1)题目名称基于S7-200PLC倒计时的控制系统一、设计内容及技术要求:设计一个倒计时的PLC控制系统;1.有启停按钮,按下启动按钮后。
2.开始10秒倒计时,由8组led发光二极管模拟的数码管开始显示:显示的次序是0、9、8、7、6、5、4、3、2、1,9秒后声光报警,再返回初始显示,并循环下去。
3.按下停止按钮,数码管停止。
重新启动时,还从初始显示循环。
二、课程设计说明书撰写要求:1. 完成系统组态或硬件配置;2. 正确合理地进行编程元件的地址分配;3. 画出输入/输出接线图及相关的图纸;4. 设计梯形图控制程序,并模拟调试;5. 完成设计说明书(包括封面、目录、设计任务书、设计思路、硬件设计、软件设计、总结体会、参考文献等)。
三、设计进度周次时间日期内容备注17周周一,二 6.17--6.18 6.18晚7:30 审题理工实验楼501室6.17—7.03 设计17周业余时间18周19周前三天17周周五 6.21 下午3:00 辅导理工实验楼501室18周周五 6.29 下午3:00 辅导理工实验楼501室19周周一,二7.01—7.02 全天调试程序PLC实验室、光机电一体化实验室19周周三7.03 全天答辩19周周五7.05 全天交稿包括文字稿和电子稿指导老师签字:张晓峰摘要 (1)一、绪论 (3)二、PLC的组成与工作原理 (4)2.1 概述 (4)2.2 PLC的主要特点 (5)2.3 PLC的功能与应用 (5)2.4 PLC的性能指标 (7)2.5 S7-200 PLC的概述 (7)三、总体设计 (4)3.1 课程设计内容 (8)3.2 课程设计要求分析 (9)3.3 倒计时控制系统设计 (5)3.3.1总体设计思想 (5)3.3.2设计方案论证 (5)四、 PLC的硬件外部接线图 (11)五、软件设计 (7)5.1 PLC的选择 (7)5.2 I/O地址分配 (7)六、PLC控制系统的程序设计 (8)6.1程序流程图 (8)6.2程序编译 (10)6.3指令如下 (13)6.4分析过程 (13)七、设计总结 (14)八、参考文献 (15)PLC(可编程控制器)作为一种工业控制微型计算机,它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点,在工业生产过程中得到了广泛的应用。
plc数字时钟课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PLC数字时钟的基本原理和编程方法,培养学生运用PLC技术进行创新实践的能力。
具体分解为以下三个方面的目标:1.知识目标:使学生了解PLC的基本组成、工作原理和编程方法;掌握PLC数字时钟的硬件连接和程序设计;理解PLC在自动化控制系统中的应用。
2.技能目标:培养学生具备PLC数字时钟的硬件组装、编程调试能力;能够运用PLC技术解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标:培养学生对PLC技术的兴趣和热情,提高学生创新实践能力,培养学生团队协作和沟通交流的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.PLC基础知识:介绍PLC的基本组成、工作原理和编程方法。
2.PLC数字时钟硬件设计:讲解PLC数字时钟的硬件连接方法,包括输入输出端口配置、时钟模块选用等。
3.PLC数字时钟程序设计:教授PLC数字时钟的程序设计方法,包括定时器、计数器、数据寄存器等编程应用。
4.PLC数字时钟调试与维护:介绍PLC数字时钟的调试方法,故障排查与解决,以及日常维护注意事项。
5.PLC技术应用案例分析:分析PLC在自动化控制系统中的应用案例,使学生能够将所学知识运用到实际工程中。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解PLC基础知识、数字时钟硬件设计和程序设计的基本原理。
2.案例分析法:分析PLC技术在实际工程中的应用案例,引导学生学以致用。
3.实验法:安排实验室实践环节,让学生动手操作,巩固所学知识。
4.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得,互相答疑解惑。
四、教学资源为了支持本课程的教学,将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的PLC教材,为学生提供系统性的学习资料。
2.参考书:推荐学生阅读相关参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,提高课堂教学效果。
4.实验设备:配备齐全的PLC实验设备,确保学生能够顺利进行实验操作。
.《数字电子技术》课程设计报告设计题目: 数字钟班级学号:1407080701221 1407080701216 1407080701218学生:志强企海清指导教师:周玲时间:2016.6.15-2016.6.16《数字电子技术》课程设计一、设计题目:数字钟的设计一、设计任务与要求:1.时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
其中时为24进制,分秒为60进制。
2. 其他功能扩展:(1)设计一个电路实现时分秒校准功能。
(2)闹钟功能,可按设定的时间闹时。
(3)设计一个电路实现整点报时功能等。
在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz 音频信号,在59分59秒时输出1000Hz信号,音频持续1s,在1000Hz荧屏结束时刻为整点。
二、设计方案:数字电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器的输出分别经译码器送显示器显示。
计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
三、芯片选定及各单元功能电路说明:实验器材及主要器件(1)CC4511 6片(2)74LS90 5片(3)74LS92 2片(4)74LS191 1片(5)74LS00 5片(6)74LS04 3片(7)74LS74 1片(8)74LS2O 2片(9)555集成芯片1片(10)共阴七段显示器6片(11)电阻、电容、导线等若干①振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
它还具有压电效应,在晶体某一方向加一电场,则在与此垂直的方向产生机械振动,有了机械振动,就会在相应的垂直面上产生电场,从而机械振动和电场互为因果,这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时,才达到最后稳定。
这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
实训题目:三十秒钟倒计时钟——七段码译码指令一、实训目的1. 掌握PLC的基本逻辑指令;2. 训练PLC编程的思想和方法;3. 应用PLC技术将继电接触器控制系统改造为PLC控制系统;4. 掌握七段码译码指令SEGD。
二、实训器材1.可编程控制器1台(FX2N型);2.按钮开关2个常开;3.实训控制台;4.计算机1台(已安装编程软件);5.数码显示器2个;6.连接导线若干。
三、实训内容与指导1. 控制要求:将三十秒钟倒计时钟改造为PLC控制系统。
2. I/O分配:根据系统控制要求,确定PLC的I/O(输入输出口)。
3. 系统接线:根据系统控制要求和I/O点分配,画出电动机的系统接线图。
4. 程序设计:根据控制要求,设计梯形图程序。
5. 系统调试:(1)输入程序:通过计算机梯形图正确输入PLC中。
(2)静态调试:按PLC的I/O接线图正确连接好输入设备,进行PLC的模拟静态调试,观察PLC的输出指示灯是否按要求指示,否则,检查并修改程序,直至指示正确。
(3)动态调试:按PLC的I/O接线图正确连接好输出设备,进行系统的空载调试,设计一个三十秒钟倒计时钟。
接通控制开关,两个数码管分别显示“2”、“9”,即“29”。
随后每隔1s,显示数字减1,减到“0”、“0”时,返回“29”继续1s减1,断开控制开关停止显示。
否则,检查电路或修改程序,直至符合控制要求。
(4)修改、打印并保存程序:动态调试正确后,练习删除、复制、粘贴、删除连线、绘制连线、程序传送、监视程序、设备注释等操作,最后,打印程序(指令表及梯形图)并保存程序。
四、实训报告1. 实训总结实训之前,先要认清自己是否弄懂了“算数运算的四则运算指令”。
然后通过加减乘除指令和七段码译码指令把所要的结果算出来,这就需要一定的理论基础知识以及听课的认真程度。
在课堂上,经过老师逐条指令给我们分解,使我对该指令有了初步的认识,而光靠这是不够的,而是需要课后大量的复习和反复的试验,才能弄懂以上指令。
1前言:数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。
与传统机械钟相比,它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的物品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。
它扩展了钟表原有的报时功能,诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,这些都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字电子钟以及扩大其在生活中的应用,有着非常现实的意义。
尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片,价格便宜,使用也非常方便。
鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分,为了帮助同学们将已经学过的比较零散的数字电路的知识能够有机的、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力,进行数字钟的设计是必要的。
系统的工作原理:由振荡器产生稳定的分频脉冲信号作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准的秒脉冲。
秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按“24翻1”规律计数。
计数器的输出分别由译码器译出后送显示器显示。
当计时出现误差时,可以用校时电路校时时和分。
在数字显示方面,本设计采用七段数码管显示,非常直观。
本设计是最基本的数字电子钟,实现了时间的显示与校时,并对定时闹钟,日期,星期等的功能实现打下了基础。
在这个基础上,加上寄存器可以实现闹钟的定时功能,对于星期的显示只需对时进行计数就可以做到,至于日期要复杂一些,因为日期不是每个月的天数都一样的,还要考虑闰年的情况,故只做探讨。
第1页2总体设计方案2.1方案提出数字电子钟一般由六个部分组成,如图2.1.1所示。
其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器,由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
电气控制与PLC 课程设计题 目: 七段码数字钟 院系名称: 电气工程学院 专业班级: XXXXXXXXXX 学生姓名: XXXXXX 学 号: XXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX目录1 系统概述 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 控制任务 (1)1.3 实现目标 (1)2 方案论证 (2)2.1 控制方案选择 (2)2.2 数码管显示原理 (2)3 硬件设计 (5)3.1 系统的原理方框图 (5)3.2 主电路 (5)3.3 I/O分配 (6)3.4 I/O接线图 (7)3.5 元器件选型 (8)4 软件设计 (8)4.1 程序流程图 (8)4.2 梯形图 (10)5 系统调试 (15)设计心得 (16)参考文献 (17)附录 (18)1 系统概述20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1.1 设计目的通过设计与实践,制作出具有准确显示小时、分、秒的数字钟,且可以校时。
1.2 控制任务电子钟显示的内容通常有月、日、星期、时、分、秒等。
本系统只显示时、分、秒 ,采用七段显示器显示各位数字 ,显示数值的范围如表1-1所示。
表格括号中的数字表示显示的数字范围。
表1-1 电子钟显示内容与数值(1)由PLC控制的大型数字电子钟由6个7段L E D发光管组成。
(2)左边两个数码管显示0~23小时,中间两个数码管显示00~60分,后边两个发光二极管显示秒(即每秒闪烁一次)。
(3)显示时、分、秒。
(4)时、分、秒中间间隔的“:”用LED灯(24V)实现,并保持一直亮着的状态。
(5)开始状态时,显示为00:00:00,启动以后开始计时。
1.3 实现目标1.进行总体设计规划,合理分配I/O点,并绘出电气控制线路的原理草图。
2.绘制电气原理图,计算并选择电器元件。
3.编写PLC软件清单并进行模拟调试。
4.编写课程设计说明书。
2 方案论证数字电子钟是一个将“时”,“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
目前常用的数字电子钟控制方法有①单片机控制②PLC控制。
两种方式的控制原理基本相似,都是分别以各自的主控器件来完成门信号的采集、运行状态控制和设定,达到自动调节和控制运行的功能。
2.1 控制方案选择2.1.1 方案一——基于单片机控制的数字钟主控芯片使用51系列AT89C52单片机,时钟芯片用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的时钟DS1302。
采用DS1302作为主要计时芯片,可以做到计时准确。
DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5~5V电源,在2.5V时耗电小于300nA)下继续计时,停电后时钟无需重新调整,并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电,还可自设闹铃,阳历、星期与年月日自动对应。
但是单片机抗干扰能力不强,容易受到外界环境因素的干扰,如果用在工业环境下,可能无法正常工作。
2.1.2 方案二——基于PLC控制的数字钟主控制器采用三菱FX2N系列PLC,用PLC编写数字显示电子钟,显示器采用七段LED显示器,共接入6位,从左至右分别表示时,分,秒的十位和个位。
采用BCD码驱动器CD4511把PLC输出的时、分、秒等显示BCD码变换成对应的显示器所要求的7段驱动信号,PLC的输出类型为晶体管源输出(正逻辑)。
PLC具有可靠性高,看干扰能力强;功能完善,通用性强;编程简单,易于掌握;使用简单,调试维修方便;体积小,重量轻,功耗低等一系列优点。
方案二较方案一更具有优势,故本设计采用PLC控制方式,选用三菱FX2n系列PLC 作控制器,晶体管输出,时间显示用6个数码管,完成本设计要求的各项指标,实现数字电子钟的控制。
它的计时周期为24小时,PLC控制数字电子钟采用数码管显示。
2.2 数码管显示原理本系统主要功能是显示时间,除了主控制器之外,显示模块对系统能否完成预定的功能具有关键性作用。
本系统采用6个七段数码管用于显示时分秒等信息。
考虑到数码管占用I/O口比较多,故本系统采用CD4511七段码译码器来驱动数码管显示。
CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码译码器,特点:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
图2-1 CD4511引脚图CD4511是一片CMOS BCD—锁存7段译码驱动器,引脚排列如图2-1所示。
其中A3、A2、A1、A0为BCD码输入,A0为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。
另外CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
Ya~Yg是7段输出,可驱动共阴LED数码管。
另外,CD4511显示数“6”时,a段消隐;显示数“9”时,d段消隐,所以显示6、9这两个数时,字形不太美观图3是CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路,若要多位计数,只需将计数器级联,每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。
所谓共阴 LED 数码管是指7段LED 的阴极是连在一起的,在应用中应接地。
限流电阻要根据电源电压来选取,电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。
其功能介绍如下:BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。
LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入DCBA 状态如何,七段均发亮,显示“8”。
它主要用来检测数码管是否损坏。
LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A3、A2、A1、A0为8421BCD码输入端。
Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg为译码输出端,输出为高电平1有效。
CD4511的工作真值表如下表所示。
表2-1 CD4511真值表8421BCD码对应的显示见下图:图2-2 8421BCD码对应的显示字符CD4511驱动共阴极LED数码管的典型接线图2-3 典型接线3 硬件设计3.1 系统的原理方框图按照系统设计功能的要求,初步确定本系统由PLC主控器、译码器、数码管、发光二极管、开关及时间调节等组成。
PLC作为本系统的主控制器主要用于接受输入信号,产生时钟信号并做运算,以BCD码形式输出时钟信号。
译码器用于接收PLC 输出的BCD码形式的时钟信号,将其转化成数码管可识别的段码信号。
6个共阴极数码管用于显示时间信息,分别显示时、分、秒等时间信息。
4个发光二极管常亮,用于分隔时、分、秒,使时间信息格式上更加清晰。
它们之间的联系如图3-1所示。
图3-1 系统原理方框图3.2 主电路根据实际的时钟显示原理,本系统的主电路原理图如图3-2所示。
图3-2 主电路原理图3.3 I/O分配根据实际控制要求,本系统I/O分配如下表所示:表3-1 I/O分配表1表3-2 I/O分配表23.4 I/O接线图根据本设计的I/O分配可做出该系统的系统接线图,如图3-3所示。
图3-3 系统接线图3.5 元器件选型所有本系统中用到的元器件信息如下表所示,经查阅这些元器件均可在淘宝上买到。
表3-3 元器件清单4 软件设计本系统采用软件定时,在程序的控制下得到时、分、秒信号,由PLC输出端输出BCD码,通过CD4511驱动各七段码数码管显示器。
系统软件分为主程序和中断服务程序。
在执行正常的程序运行前,应用键操作输入时、分、秒信息,才能使PLC在下个正确的时刻开始执行计时程序。
初始化开中断等待中断开始执行计时程序。
4.1 程序流程图程序开始,先判断启动开关是否打开,若启动开关未打开,则不执行以下程序段,若启动开关打开,则执行以下程序段。
再判断手动调试按钮,若切换在自动状态(即C1=0)则程序自动计时计数系统从00:00:00初始状态开始输出时间显示,若切换在手动状态,则用户可以通过按键来调节时分秒,调节完之后,系统从调节好的当前时间开始计时。
本系统以M8013作为系统时钟,M8013是PLC内部可以产生秒脉冲的内部元件,可以利用M8013作为秒脉冲发生器,来一个脉冲秒的个位加1,加到10后向秒十位进1,分秒的计时也追寻同样的原理,依次向上进位,当时记到24时,全部归零。
其流程图如图4-1所示。
图4-1 程序流程图4.2 梯形图说明:0:进入主控4:整体复位10:自动计时和手动调时,初始条件24:秒个位54:秒十位84:分个位119:分十位149:时个位208:时十位238:主控结束240:结束X000是启动开关,X001是复位按钮,X5是自动计时和手动调时的初始条件,C1为1时,C2是复位C1,C1为常闭时自动计时。
M8013是一秒脉冲,D0是秒个位存储器,X2是秒个位手动调整,当M1为1时秒个位进位到秒十位,从24-84是完成秒的运算。
M11是分的个位进位,M21则是分进位到十,M31是进位到时的个位,C0是控制一天的24小时,如果满24小时Y000-Y017复位,D0-D10复位,M41是时位到十。
如果X5在自动计时时,就这样0-24小时的循环下去。
5 系统调试由于数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
所以数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。
与传统机械钟相比,它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。
在数字显示方面,目前以有集成的记数、译码电路,他可以直观的驱动数码显示器件。
按照系统原理图,对照电气安装接线图对系统进行连线,将编写好的梯形图程序写入PLC中,接通电源,打开本系统启动开关X000,系统显示初始值00:00:00,按下手动调时按钮X005后,通过按键X002,X003,X004分别调节时分秒来对系统进行校时,校时完成后,再次按下手动调时按钮X005,确定调时完成,进入自动计时。
可以看到电子钟可以正常显示。
当按下复位按钮X001,可以观察到系统显示回到初始状态00:00:00.系统调试完成设计心得通过数字电子钟的设计与制作,我们能够掌握一定的编程语言知识并用于编写程序,掌握了定时与计数器的使用方法,以及微机常用的输入输出方式及接口技术。