基于PLC的八段数码管数字时钟设计.docx
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基于PLC的八段数码管数字时钟设计
基于 PLC 的数显时钟系统设计
一、 课程设计的目的及要求
根据专业教学计划与教学大纲的规定，本课程应有一周的课程
设计。
通过一定的课题，使学生巩固本课程的基础知识。
提高运算、
查阅资料、制图和设计的独立工作能力。
其要求如下：
1. 学生接到设计题目之后，必须详细了解所设计的系统、应完
成的主要任务、工作环境和条件，应达到的自动化水平、生产效率、
经济指标、大致的使用年限，另外还要了解设计的具体要求，包括
一般的控制要求及特殊要求等内容。
2. 查阅有关的参考书、工具书、期刊、杂志等提出可能实现的
方案，对其中的一、二种方案进行性能和经济指标、使用的难易程
度等做全面的衡量。
3.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。
4. 绘制电气原理图，计算并选择电器元件。
5. 编写 PLC 软件清单并进行模拟调试。
6. 编写课程设计说明书。
二、 控制要求
本设计以如何显示时间为例，说明怎么利用 PLC 组成的八段码
数显时钟控制器。
该控制器可以动态显示小时、分、秒。
开机后显
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
启动按钮
SB0
X0
a 段显示输出
a
Y0 代号名称
暂停按钮
SB1
X1
b 段显示输出
b
Y1
表 1—1 I/O 分配表
示初始状态，按下启动按钮，该控制器开始工作；按下停止按钮，
显示暂停于当前状态。
在控制器工作的工程中，可以进行秒、分、
小时、各状态采用动态循环方式。
控制要求：
开机时初始状态显示为 00 时 00 分 00 秒。
按下启动按钮，开始工作，按时间顺序走,说白了就是电子时钟.
各时间状态采用动态循环扫描。
三、 系统概况
（一） 系统的组成
该数显时钟系统主要由 LED 八段数码管和整点报时系统组成。
由 PLC 控制的数字电子时钟如图 1—1 所示。
电子钟由 8 个八段
LED 数码管组成。
最左边的两个显示小时，中间的四个分别显示分
钟，最右边的两个显示 00～60 秒。
在分与秒和小时与分之间各有两
个发光二极管。
R?
R?
R?
R?
R?
R?
LED
LED
LED
LED
LED
LED
（二）PLC 的选型及 I/O 分配
根据所需的控制信号,输入点数 2 点,输出点数 14 点,选择三菱
PLC FX2N--32MR 构成基本控制单元。
其 I/O 分配表如下：
c 段显示输出
c
Y2
d 段显示输出
d
Y3
e 段显示输出
e
Y4
f 段显示输出
f
Y5
g 段显示输出
g
Y6
秒分时间闪烁输出
HL
Y7
动态扫描输出端 1
S1
Y10
动态扫描输出端 2
S2
Y11
动态扫描输出端 3
S3
Y12
动态扫描输出端 4
S4
Y13
动态扫描输出端 5
S5
Y14
动态扫描输出端 6
S6
Y15
四、 系统设计
（一）LED 数码管工作原理
它是由若干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应
的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示
出各种字符。
LED 数码管分普通亮度和高亮度两种。
管子正常发光
时段工作电流为 5～10mA 的属于普通数码管，低于 2mA 的为高亮
度数码管，后者的发光效率高而功耗低。
点亮显示器有静态和动态两种方法。
所谓静态显示，就是当显
示器显示基本一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。
所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于每
一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。
控制显示器公共极电位
的 I/O 口，称为扫描口，控制各位显示器所显示的字形的 8 位口，
称为段数据口。
各划
a
b
c
d
e
f
g
秒个位
M140
M141
M142
M143
M144
M145
M146
秒十位
M150
M151
M152
M153
M154
M155
M156
分个位
M40
M41
M42
M43
M44
M45
M46
分十位
M50
M51
M52
M53
M54
M55
M56
时个位
M60
M61
M62
M63
M64
M65
M66
时十位
M70
M71
M72
M73
M74
M75
M76
各辅助继电器各数字显示
数字0123456789
秒个位M121M122M123M124M125M126M127M128M129M130
秒十位M133M134M135M136M137M138
分个位M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10
分十位M13M14M15M16M17M18
时个位M21M22M23M24M25M26M27M28M29M30
时十位M33M34M35
各辅助继电器各划显示
数字时钟 PLC 控制输入输出分配表
数字显示 PLC 控制接线图如下:
硬件接线图如下:
PLC 梯形图及解释如下:
M8013 提供
1 秒的脉冲
信号.
STLF 完成
十进位的效
果.
进位后用
PLS 复位.
秒十位逢 6
进位.之后复
位.
分个位逢十
进位后复位.
分十位逢 6
进位后复位.
时个位进位.
时十位进位.
秒个位”a”划
显示.
秒个位”b”划
显示.
秒个位”c”划
显示.
秒个位”d 划
显示.
秒个位”e”划
显示.
秒个位”f”显
示.
秒个位”g”
划显示.
秒十位”a”划
显示.
秒十位“b”划
显示.
秒十位“c”
划显示.
秒十位“d”
划显示.
秒十位“e”
划显示.
秒十位“f”
划显示.
秒十位“g”
划显示.
以下是分个
位各划显示.
以下是分十
位各个划的
显示.
以下是时个
位各划的显
示.
以下是时十
位各划显示.
“a”划显示.
“b”划显示.
“c”划显示.
“d”划显示.
“e”划显示
“f”划显示.
“g” 划显示.
动态扫描轮
流点亮 6 个
显示管.
动态扫描脉
冲 60ms 为
一周期.
动态扫描移
位.
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