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对PLC控制数码管动态显示的研究

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对PLC控制数码管动态显示的研究
作者：陈凯
来源：《硅谷》2013年第17期

摘 要 以西门子S7-200为例，以七段数码管作为控制对象，介绍PLC的基本功能及其操作
方法。

关键词 西门子S7-200PLC；七段LED数码管
中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0041-02
形式各样的数码管以及霓虹灯装饰着现代化的城市，这些灯饰是是如何控制的，以及如何
改变这些灯的显示方式，我们可以通过PLC来实现。PLC功能强大，编程灵活，我们将数码
管作为控制对象，通过编程完成数码管顺序显示“0”—“F”十六个简单字符，以此达到学习目
的，提高思维能力与动手能力。

1 PLC的基本功能
PLC的编程指令按照信号的流向可以分为输入指令和输出指令，输入指令最基础的就是常
开开关和常闭开关，输出指令有的以线圈的形式编程，有的以指令盒的形式编程。PLC的核心
是开关控制，所以我们在下面的实验编程中主要围绕开关展开，如何直接或间接的创造一系列
的开关，以及通过开关的组合来更加高效的控制数码管，下面的内容就围绕这些问题展开。

2 输入控制（开关法控制）
输入端的主要任务就是通过一系列的开关或者是通过其他方式模拟得到的开关来逐次接通
想要显示字符的回路。

2.1 直接利用开关的方式控制
对应于“0”—“F”十六个字符，我们分别可以用十六个常开开关，分别连接到十六个输出上
面，然后只要对应的常开开关闭合，输出就可以显示对应的字符，正如家里边用的电灯一样，
按下开关，灯就会发光。这种方法简单易明白，但是所用的开关数太多，如果有更多的数码管
的话，有限的PLC的输入输出点数不能满足这么多的只有单一功能的开关。因此，如何节省
输入输出点数以及充分利用PLC的内部资源，就是下面模拟开关中要解决的问题。这是最基
础的方法，尽管有很大的弊端，但是却是所有开关法控制的思路来源。

2.2 多个开关串联组合成为新的开关
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上一种方法中的每一个开关只可以影响一个输出线路的通断，基于改进这个弊端的想法，
我们可以用多个开关串联的方式来实现某些条输出线路的通断，在这种设想下，每n个开关，
都可以同时控制条输出线路的通断，并且不会发生错误，总是一一对应的。基于这种思路，在
手工操作的前提下，每一次只要改变串联开关当中的一个开关，就可以改变相关输出线路的通
断状态，在这里，我们借鉴格雷码表中的思路，每次显示的数字增加一，只需要手工改变其中
一个开关的状态，图1就是根据这个思路写出的一个编程用表。

2.3 中间继电器构成开关
利用上面的方法实现手动操作，然后数码管就可以顺序显示字符 ，但是一个很大的弊端
就是每一次都要通过看自己建立的表才能确定所要切换的开关，否则就可能发生错误，没有改
变合适的开关，基于这种弊端，我们可以通过中间继电器M来改进。

这种方案中，首先要将一个中间继电器MB16置位为0，然后每隔一秒的时间，通过加一
指令盒对MB16逐位加一，在二进制下，每一次加一，就会逐位切换位的状态，通过用位的状
态模拟开关。加一指令盒对上升沿脉冲敏感，因此我们可以使用常用特殊继电器SM0.5产生1
秒脉冲，每隔1秒，加一指令就会对MB16中的二进制数加一。

2.4 定时器、计数器模拟开关的作用
定时器和计数器都是以指令盒的形式编程，当定时值或者计数值达到设定值时，定时器或
计数器作用.当计数器只接受到一个脉冲时，线路接通，由于定时器接收到的脉冲是整数个，
所以定时器本质上就模拟了最基础的方法中的多个开关，但是相比于最基础的方法，充分利用
了PLC的内部资源，节省了PLC的输入点数。

2.5 移位指令
加一指令使用到了中间继电器M，有很多的方便，同样借助于中间继电器M，我们也可
以利用移位指令实现这一功能。MB0的八位分别模拟八个常开开关，功能等同于基础方法中
的多个开关，在这种方法下，首先应该设置MB0=2#00000001，此时M0.0开关接通，显示数
字“0”，然后通过移位指令，借助于SM0.5，对MB0逐1秒左移，这样M0.0—M0.7就有了逐
次接通，一共可以控制八个字符的显示，可以利用MB0的变化模拟最基础方法中的多个开
关，同样对应于“0”—“F”，通过MW0就可以完成这一要求。

2.6 子程序指令
子程序指令本质也是对于开关的使用，当某一个开关接通时，进入对应的子程序，然后就
可以显示对应的字符。开关就是跳转进入子程序的条件，子程序内容就是下面要探讨的输出控
制。

上面分别的主程序和子程序的部分编程示意。
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在这里，我们借助计数器与特殊继电器SM0.5来得到一个时隔1s自动接通与断开的自动
开关，分别用于返回上一条子程序，同时进入下一条子程序，当计数器的计数值增加时，重复
改变C20=x的通断状态。

2.7 断码指令
断码指令的输出默认就是七段数码管，所以使用极其简单，只要用到了断码指令盒，只需
要将想要显示的字符输入到断码指令盒的输入端，当指令盒的使能端信号有效时，就可以在七
段数码管上显示自己想要得到的字符，借助定时器或者是计数器，就可以实现等间隔时间分别
显示不同的字符。

3 输出控制
输出主要有两种形式，其一是中间继电器形式输出，另一种是断码指令输出，原理相同，
均是当输入端有信号输入时，就可以显示对应的字符，后一种更加方便。

3.1 中间继电器输出形式
之所以要用中间继电器，是因为PLC中不允许有双线圈或者是多线圈输出，所以要借助
中间继电器来间接导通输出点Q。每一次的输入线路接通时，均会将相对应的中间继电器M
的某些位置1，然后，Mx.0-Mx.7的每一位都对应Q0.0-Q0.7，也就是说，输入线路接通，
Mx.y置1，同时，Q0.y也会置1。

当I0.1有输入时，相应的中间继电器M1.1和M1.2均已接通，然后根据我们的原理，
M1.1又会接通Q0.1，M1.2又会接通Q0.2，在七段数码管上表现为点亮了最右边的两段，就显
示“1”。

这种方法思路简单，但是在写程序时很乱，涉及到的线圈数太多，容易犯小错误，下面探
讨的断码指令作为输出控制就更为简单、程序量少。

3.2 断码指令输出
断码指令输出简单，如上面的输入控制中所探讨的，断码指令作为输出时，可以这样应
用，输入控制就是我们设计的多种开关与模拟开关，输出端子连接到断码指令盒即可，只需要
改变断码指令盒的使能条件就可以达到目的。

4 结论
通过实现七段数码管顺序显示字符的实例，掌握一些PLC的编程规则，了解一些基础的
PLC编程技巧，锻炼良好的思维逻辑能力，为以后写出更多的好程序做准备。
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参考文献
[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[J].北京：北京航空航天大学出版社，2007（11）.
[2]西门子公司.SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册[M].2004.
作者简介
陈凯（1991-），男，本科在读，中国地质大学（北京）信息工程学院电气工程及其自动
化专业。

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plc实训led数码管的plc控制

plc实训led数码管的plc控制


项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
■ 1．在实际运用的显示中，要把具体的数字显示出来，七段数码管是 通过不同的组合形成数字“0～9”的，图2-1-2中列出了数码管显示 各个数字发光段的组合（发光为高电平“1”），如：当a、b、c、 d、e、f 六个发光段发光时，即显示数字“0”，而要显示数字“1”， 则需要有b、c 二个发光段发光。
过程序的基本结构是由初始状态（S0）普通状态（S30～S32）等和状态转
移条件组成的。其中初始状态可视为设备的运行停止状态，也可称为设备
的待机状态。普通状态为设备的运行工序，按顺序控制过程从上向下地进
行。状态转移条件是：设备运行时，当某一工序执行完成后，从该工序向
下一工序转移的条件。
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
3
对步进程序中的每一个状态，都需要用STL指令去驱动状态的执行。
必须清楚的是：在步进程序中，每个STL指令都会与SET指令共同使用，即每
个状态都需要先用SET指令置位，再用STL指令驱动。
4
状态转移条件应视为接在左母线的触点，与上一状态连接的触点应使
用LD、LDI指令；也允许指令的串联和并联，如图2-1-4所示。
项目1 LED数码管的PLC控制
七段数码管显示的PLC控制项目实训评估表见教材表2-1-5
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
（a）状态转移图（SFC）
(b) 步进梯形图
图2-1-3 步进控制程序的基本结构
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
■ 步进程序的特点 ■ （1）要执行步过程序，首先要激活初始状态S0。一般情况下，步进程序
基于PLC的数码管显示控制

基于PLC的数码管显示控制

《装备维修技术》2019年第4期（总第172期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.123基于PLC的数码管显示控制吕桃（南京浦口中等专业学校，江苏南京　210000）摘要：本文针对工程中三菱FX系列PLC的数码管显示方法的探讨，结合典型电子时钟的数码显示案例，介绍了四种数码管连接与控制方法，结合性价比分析以期探讨最优化PLC工程数码控制方案。

关键词：PLC；SEGL；BCD；晶体管输出；七段数码管；显示译码器；选通信号；锁存控制；输出刷新引言数据信息的采集、状态数据的显示是现代设备控制中两个非常重要的功能，前者反映设备控制的数字化功能，后者常用于反映设备运行状态数据如生产工件数、机械位移、环境参数、电流、电压等核心因素的直观反映，为设备操控和设备维护提供必要的指示信息。

工作环境下的数码管因显示具有醒目、直观的功效，应对PLC 占据主导的现代电气设备的开发与维护，迫切需要我们掌握数码管的PLC驱动显示技术。

以下结合常见的数码管数字时钟显示来研究三菱FX系列PLC 的驱动方法。

一个PLC控制数字时钟的时、分、秒数据信息分别由计数器C002、C001、C000对应提供，并采用两位数码管对应显示时、分、秒数据。

数字时钟显示效果如图1示。

图1最常见的PLC七段数码管的驱动方法：一是对照数码管显示真值表直接将七个控制信号通过限流电阻加载于数码管脚上；二是输出BCD码通过显示译码器驱动数码管的控制方式。

如果仅是单纯地采用上述两种方法均会导致占用较多的PLC输出资源，实用性仅能用于一、二位数码的显示。

如何解决占用较少的有限输出资源以实现数字时钟六位及更多位数码的显示方法是本文所要解决的。

1. 数码管的直接驱动控制所谓直接驱动就是将数码管的a～g七段管脚通过限流电阻联接至PLC的对应的七个输出端。

如常见继电器输出PLC、共阴极数码管采用直接驱动方式，将用于输出七段码的Y0～Y6分别通过300欧限流电阻对应接a～g端，公共端接5V电源正极。

plc编程教学：数码管数字显示控制

plc编程教学：数码管数字显示控制


f gb
Q0.2
Q0.3
edc Q0.6
七段码显示器
那么：当I0.0闭时，有：
项目十一、数码管数字显示控制
五、新指令： 1：SEG指令 1、指令形式：
指令表：SEG IN，OUT 梯形图：
SEG EN ENO
2、说明：
???? IN OUT ????
EN端有能流输入时，段码指令是将IN端所指存
储区（字节）的低4位的二进制数（4个二进制数）
所代表的1个十六进制数进行译码，并存入OUT
端码管，经显示这个 个十六进制数。
项目十一、数码管数字显示控制
输 七段码 输出编码 入 显示器 -gfe dcba
0 0 0011 1111 1 1 0000 0110 2 2 0101 1011 3 3 0100 1111 4 4 0110 0110 5 5 0110 1101 6 6 0111 1101 7 7 0000 0111
七段码显示器
七段码显示器是由七只发光 二极管组成的一个字符显示 器，用于显示0～F的16进位 制数字。其各段显示的定义 如图。
接线规则：
a：QX.0
b：QX.1
c：QX.2 e：QX.4
d：QX.3 f：QX.5
g：QX.6
项目十一、数码管数字显示控制
四、七段码显示器
如果： I0.0
Q0.0
a
Q0.1
十六进制数
16#0 16#1 16#2 16#3 16#4 16#5 16#6 16#7
项目十一、数码管数字显示控制
五、新指令： 6：BCD码
10#8 10#9 10#10 10#11
0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 1001 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0001 0001
plc控制数码管显示

plc控制数码管显示

plc控制数码管显示一、设计目的1、通过利用PLC控制数码管显示熟悉相关的编程应用2、实现题目设计中要求的功能实现二、设计要求按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管显示：先是一段段显示，显示次序是：A、B、C、D、E、F、G、H。

随后显示数字及字符，显示次序0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。

再返回初始显示，并循环不止。

三、设计内容（可加附页）1、列出输入输出表2、画出系统接线图3、根据控制要求设计出梯形图4、写出指令表LD 200.00 ANDNOT TIM000 LD TIM001 ANDNOT TIM002 ORLDLD TIM002 ANDNOT TIM003 ORLDLD TIM004 ANDNOT TIM005 ORLDLD TIM005 ANDNOT TIM006 ORLDLD TIM006 ANDNOT TIM007 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM008 ANDNOT TIM009ORLDLD TIM009ANDNOT TIM010ORLDLD TIM011ANDNOT TIM012ORLDANDNOT TIM014 ORLDLD TIM014 ANDNOT TIM015 ORLDLD 200.01 ANDNOT TIM016 ORLDOUT 10.00LD 200.00 ANDNOT TIM000 LD TIM000 ANDNOT TIM001 ORLDLD TIM001 ANDNOT TIM002 ORLDLD TIM002 ANDNOT TIM003 ORLDLD TIM003 ANDNOT TIM004 ORLDLD TIM006 ANDNOT TIM007 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDANDNOT TIM009ORLDLD TIM009ANDNOT TIM010 ORLDLD TIM012 ANDNOT TIM013 ORLDLD TIM016 ANDNOT TIM017 ORLDOUT 10.01LD 200.00 ANDNOT TIM000 LD TIM000 ANDNOT TIM001 ORLDLD TIM002 ANDNOT TIM003 ORLDLD TIM003 ANDNOT TIM004 ORLDLD TIM004 ANDNOT TIM005 ORLDLD TIM005 ANDNOT TIM006 ORLDLD TIM006 ANDNOT TIM007 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM008 ANDNOT TIM009 ORLDLD TIM009 ANDNOT TIM010 ORLDLD TIM010 ANDNOT TIM011 ORLDLD TIM012 ANDNOT TIM013 ORLD LD TIM017ANDNOT TIM018ORLDOUT 10.02LD 200.00ANDNOT TIM000LD TIM001ANDNOT TIM002ORLDLD TIM002ANDNOT TIM003ORLDLD TIM004 ANDNOT TIM005 ORLDLD TIM005 ANDNOT TIM006 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM008 ANDNOT TIM009 ORLDLD TIM010 ANDNOT TIM011 ORLDLD TIM011 ANDNOT TIM012 ORLDLD TIM012 ANDNOT TIM013 ORLDLD TIM013 ANDNOT TIM014 ORLDLD TIM018 ANDNOT TIM019 ORLDOUT 10.03LD 200.00ANDNOT TIM000 LD TIM001 ANDNOT TIM002 ORLDLD TIM005 ANDNOT TIM006 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM009 ANDNOT TIM010 ORLDLD TIM010 ANDNOT TIM011 ORLDLD TIM011 ANDNOT TIM012 ORLDLD TIM012 ANDNOT TIM013 ORLDLD TIM013 ANDNOT TIM014 ORLDLD TIM014 ANDNOT TIM015 ORLDLD TIM019 ANDNOT TIM020ORLDOUT 10.04LD 200.00ANDNOT TIM000LD TIM003ANDNOT TIM004ORLDLD TIM004ANDNOT TIM005ORLDLD TIM005ANDNOT TIM006ORLDLD TIM006ANDNOT TIM007ORLDLD TIM007ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM008 ANDNOT TIM009 ORLDLD TIM009 ANDNOT TIM010 ORLDLD TIM010 ANDNOT TIM011 ORLDLD TIM011 ANDNOT TIM012 ORLDLD TIM013 ANDNOT TIM014 ORLDLD TIM014 ANDNOT TIM015 ORLDLD TIM020 ANDNOT TIM021 ORLDOUT 10.05LD TIM001 ANDNOT TIM002 LD TIM002 ANDNOT TIM003 ORLDLD TIM003 ANDNOT TIM004 ORLDLD TIM004 ANDNOT TIM005 ORLDLD TIM005 ANDNOT TIM006 ORLDLD TIM007 ANDNOT TIM008 ORLDLD TIM008 ANDNOT TIM009 ORLDLD TIM009 ANDNOT TIM010 ORLDLD TIM010 ANDNOT TIM011 ORLDLD TIM012 ANDNOT TIM013 ORLDLD TIM013 ANDNOT TIM014 ORLDLD TIM014 ANDNOT TIM015 ORLDLD TIM021 ANDNOT TIM022 ORLDOUT 10.06LD TIM022 ANDNOT TIM023OUT 10.07LD TIM023OR 200.00 ANDNOT TIM015 OUT 200.00TIM 000 #10 TIM 001 #20 TIM 002 #30 TIM 003 #40 TIM 004 #50 TIM 005 #60 TIM 006 #70 TIM 007 #80 TIM 008 #90 TIM 009 #100 TIM 010 #110 TIM 011 #120 TIM 012 #130 TIM 013 #140 TIM 014 #150 TIM 015 #160 LD 0.00OR 200.01OR TIM015 ANDNOT TIM023 ANDNOT 0.01 OUT 200.01TIM 016 #10 TIM 017 #20 TIM 018 #30TIM 019 #40TIM 020 #50TIM 021 #60TIM 022 #70TIM 023 #805、调试并运行程序四、设计实验结果及分析利用实验箱上的八个灯的先后点亮来表示数码管得各段的亮灭，按照实验要求八个灯先按顺序依次点亮，显示次序是：A、B、C、D、E、F、G、H。