PLC課程設(shè)計-LED燈數(shù)碼顯示控制

1、成績目錄一、引言3二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計32.1 系統(tǒng)硬件配制及組成原理32.1.1 PLC各組成部件及作用32.1.2 PLC的分類42.1.3 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及工作原理42.2 系統(tǒng)變量定義及分酉己表52.3 系統(tǒng)接線圖設(shè)計6三、控制系統(tǒng)設(shè)計63.1 控制程序設(shè)計思想63.2 控制程序時序圖設(shè)計7四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析74.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題74.2 結(jié)果分析7五、結(jié)束語8六、參考文獻(xiàn)8附錄8LED數(shù)碼顯示控制一、實驗?zāi)康牧私獠⒄莆誏E躁碼顯示控制中的應(yīng)用及其編程方法。二、控制要求按下啟動按鈕后，由八組LED發(fā)光二極管模擬的八段數(shù)碼管開始顯示：一一顯示各段，之后一次顯示0、1、2、

2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、DE、F再返回初始顯示，并循環(huán)不止。三、LED數(shù)碼顯示控制的實驗面板圖：輸ABCDEFGH出Q0.Q0.Q0.Q0.Q0.Q0.Q0.Q0.接01234567線ABCDEFGHBcH000000000000000000AGoDo0000000000000FE四、實驗設(shè)備1、安裝了STEP7-Micro/WIN32編程軟件的計算機(jī)一臺2、PC/PPI編程電纜一根3、鎖緊導(dǎo)線苦干五、實驗步驟1、根據(jù)上表進(jìn)行輸入輸出接線；2、編寫程序，并把程序輸入STEP升；3、檢查輸入程序無誤以后，將程序下載到主機(jī)內(nèi)，并且把4、撥動輸入開關(guān)SD觀察輸出LED的顯示結(jié)果。66

3、0GoeOMoooooEOMoPLC的工作模式達(dá)到RUN奠式;一、引言可編程邏輯控制器課程設(shè)計是該課程的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，既有別于畢業(yè)設(shè)計，又不同于課堂教學(xué)。它需要學(xué)生統(tǒng)籌運用所學(xué)基本理論、基本方法對現(xiàn)實生活中的實際系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和調(diào)試。本課程設(shè)計是以LED數(shù)碼管和PLC控制為基礎(chǔ)，通過了解PLC的基本編程方法及LED數(shù)碼管的原理，用順序控制法實現(xiàn)：按下啟動按鈕，由八組LED發(fā)光二極管模擬的八段數(shù)碼管開始顯示，顯示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、DE、F再返回初始顯示，并循環(huán)不止的控制要求。而實驗的目標(biāo)為：8個LED循環(huán)顯示控制要求所要顯示的內(nèi)容。二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計2

4、.1 系統(tǒng)硬件配制及組成原理2.1.1 PLC各組成部件及作用PLC的類型種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但其結(jié)構(gòu)和工作方式大同小異。硬件系統(tǒng)有主機(jī)、I/O接口、電源、編程器、I/O擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等主要部分構(gòu)成。1.主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器(CPU、系統(tǒng)程序儲存器和用戶程序集數(shù)據(jù)存儲器。CPUPLC的核心，起著總指揮的作用，與通用微機(jī)CPU-樣，CPUftPC系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。其功能：(1)用掃描方式(后面介紹)接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；(2)接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；(3)診斷電源和PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程

5、過程中的語法錯誤；(4)在PC進(jìn)入運行狀態(tài)后：a執(zhí)行用戶程序一一產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路)b)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理一一分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運算任務(wù)c)更新輸出狀態(tài)一一輸出實施控制(根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等）2.電源PLC的電源是指為CPU存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電，PLC通常使用AC220V或DC24

6、V工作電源。他的電源模塊為其他各功能模塊提供DC5VDC12V、DC24V等各種內(nèi)部直流工作電源。1.1 /O（輸入/輸出）接口（I/O模塊：接口電路、I/O映像存儲器）一一CPUf現(xiàn)場I/O裝置或其他外部設(shè)備之問的連接部件。4 .編程器編程器是編制、調(diào)試PLC用戶程序的外部設(shè)備，是人機(jī)交互的窗口。通過編程器可以把用戶程序輸入到RAMK或者對RAMfr已有程序進(jìn)行編輯；通過編程器還可以對PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，對調(diào)試和試行用戶程序非常有用。5 .輸入/輸出（I/O）擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展接口是PLC主機(jī)為了擴(kuò)展輸入/輸出點數(shù)和類型的部件沒輸入/輸出擴(kuò)展單元、遠(yuǎn)程輸入/輸出擴(kuò)展單元、智能輸入

7、/輸出單元等都通過它與主機(jī)相連。6 .外部I/O接口外設(shè)I/O接口是PLC主機(jī)實現(xiàn)人機(jī)對話、機(jī)機(jī)對話的通道。7 .1.2PLC的分類現(xiàn)在比較習(xí)慣的PLC分類是按I/O點數(shù)分，一般分為三類：小型PLC:小型PLC的I/O點數(shù)一般在128點以下，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。中型PLC:中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點數(shù)一般在2561024點之間。大型PLC:一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC大型PLC的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能8 .1.3LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及工作原理LED數(shù)碼管（LE

8、DSegmentDisplays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1,2,3,4,5,6,8,10位等等.，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。A、靜態(tài)顯

9、示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O埠進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCCK二-十進(jìn)位*器*進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O埠多。B、動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,Gd,e,f,g,dp”的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM曾加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位元選通CO閶電路的控制，所以我們只

10、要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。000ioOFEoHo3ooo60oAoEOMo透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM!,就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。2.2系統(tǒng)變量定義及分配表輸入：SDI0.0輸出：ABCDEFGHQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7SD輸入I0.0啟動輸出ABCDEFGHQ0.0Q0.1Q0.2:Q0.3:Q0.4rQ0.5Q0.6Q0.7ABCDEFGH2.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計三、控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 控制程序設(shè)計思想根據(jù)控制要求：按下啟動按鈕，由八組LED發(fā)光二極管模擬的八段數(shù)碼管

11、開始顯示，顯示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、DE、F再返回初始顯示，并循環(huán)不止;用順序控制法，運用移位寄存器、定時器等指令進(jìn)行程序編譯，完成設(shè)計。3.2 控制程序時序圖設(shè)計四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題遇到的問題(1)數(shù)碼管沒有單獨一段一段的顯示。(2)中間有幾個數(shù)字沒顯示。(3)沒有設(shè)計時間延時。(4)程序運行完一次后沒有循環(huán)。(5)連接線路時，出現(xiàn)接線錯誤。在老師的指導(dǎo)和本組同學(xué)的共同努力下，我們對上的問題進(jìn)行了討論并改正，最終得到正確的實驗程序和顯示結(jié)果。4.2 結(jié)果分析八組LED發(fā)光二極管模擬八段數(shù)碼顯示。程序運行后先是一段段顯示，顯示次

12、序是ABCDEFGH后顯示數(shù)字及字符，先是次序是0123456789AbCdEF1返回初始顯示，并循環(huán)不止，斷開啟動開關(guān)實驗停止。五、結(jié)束語本次課程設(shè)計使我加深了對PLC知識的理解，同時通過這次一周的課程設(shè)計，我們的合作意識得到加強，合作能力得到提高，并再一次明白只有加強組內(nèi)合作才能提高工作效率和速度。還有就是通過這次團(tuán)隊合作課程設(shè)計，深刻體會到PLC的廣闊強大的應(yīng)用功能，相信學(xué)好用好PLC,不管是對以后從事這一專業(yè)還是工作學(xué)習(xí)，都會有很大的幫助！六、參考文獻(xiàn)11劉美俊.西門子PLC編程及其應(yīng)用.北京：機(jī)械工程出版社，2011.21廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工程出版社，2010.31楊后川，張瑞，高建設(shè)，等.西門子S7-200PLC應(yīng)用100例.北京：機(jī)械工程出版社,2009.41李輝.S7-200PLC編