1、XX 职业技术学院毕业论文（设计）开 题 报 告 书开题时间：2012 年 10 月 10 号 学生姓名 张 XX 专业班级 10 级机电一体化 1 班 指导教师 孙 XX课题名称 基于 PLC 的数字电子钟设计 课题来源 教师命题1课题研究的意义 及现状分析：可编程控制器(Programmable Logical Controller)是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC 自身具有完善的功能，模块化
2、的结构，以及开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高的特点和较高的性价比，使其在工业生产中的应用前景广阔，而且随着集成电路的发展和网络时代的到来，PLC 必将能够有更大的用武之地。2课题拟采用的方案和技术路线：本课题设计方案为：数控部分用 PLC 带动数模转换芯片提供 PLC 自身具有完善的功能线拟采用的技术路线：（1）采用 PLC 作为整机的控制单元，利用 44 键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号。（2）经过 D/A 转换器（DA0832）输出模拟量。（3）经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着输出功率管的基极电压的变化，间接地改变输出电压的大小。3课题计划及进度安排：010
3、2 周：查寻收集资料，了解单片机原理，引脚及参数功能，学习与掌握 PLC 线路模版的设计，为毕业设计打下基础，并写出开题报告。0304 周：确定控制方案，构思硬件电路。0506 周：毕业实习，每天写实习日志，实习结束后写出实习报告。0710 周：绘制 PLC 的版图以及设计出软件程序，并进行上机调试。1112 周：撰写毕业设计说明书（毕业论文） ，打印装订说明书，准备毕业答辩。4. 参考文献1 可编程控制器实用技术 王兆义 主编 机械工业出版社2 流行 PLC 实用程序及设计 贺哲荣 主编 西安电子科技大学出版社3 电气控制与可编程序控制器技术 史国生 主编 化学工业出版社 4 可编程控制器应
4、用技术 张万忠 主编 化学工业出版社 5 电器控制及可编程控制器 张凤珊 主编 中国轻工业出版社 学号：XXXXXXXXX密级：XX 职业技术学院毕 业 论 文 (设 计 )姓 名 张法学科专业 机电一体化研究方向 PLC 设计指导教师 孙长运完成时间 2013 年 4 月数字式可调稳压电源毕业论文（设计）承诺书本人郑重承诺：1、本论文（设计）是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行分析研究，独立撰写而成的。2、本论文（设计）中，所有实验、数据和有关材料均是真实的。3、本论文（设计）中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。4、本论文（设计）如有剽窃他人研究成果的情况
5、，一切后果自负。毕业论文（设计）作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业论文（设计）版权使用授权书本论文作者完全了解亳州职业技术学院有关保留、使用论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权亳州职业技术学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。论文作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日- 1 -目 录第 1 章 PLC 控制的数字显示电子钟 .11.1 设计目的 .11.2 设计要求 .21.3 电子钟的显示数值范围、PLC 控制的硬件接口及软件设计
6、 .41.4 数字电路 CD4511 的原理（引脚及功能） .6第 2 章 程序设计 .72.1 数字显示电子钟主程序 .82.2 梯形图 .102.3 接线图 .12结 论 .13致 谢 .14参考文献 .15- 2 -摘 要本文是介绍采用三菱 FX240MRCD4511PLC 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，从左至右分别表示秒、时、分的个、时位。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。由于显示位数较多，故显示采用动态显示方式，PLC 的输出类型为晶体管源输出（正逻辑）
7、，其中输出端子 Y0Y3 输出第一组显示器的BCD 信号，Y10Y13 输出第二组显示器的 BCD 信号，Y4Y7 依次为各组显示器的选通信号。 关键词：PLC，驱动器, 晶体管前 言可编程控制器(Programmable Logical Controller)是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC 自身具有完善的功能，模块化的结构，以及开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高的特点和较高的性价比，使其在
8、工业生产中的应用前景广阔，而且随着集成电路的发展和网络时代的到来，PLC 必将能够有更大的用武之地。- 2 -第 1 章 PLC 控制的数字显示电子钟1.1 设计目的1. 熟悉集成电路的引脚安排。2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。3. 了解数字钟的组成及工作原理。4. 熟悉数字钟的设计与制作。1.2 设计要求1设计指标时间以 24 小时为一个周期；显示时、分、秒；有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 5 秒进行蜂鸣报时；为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。2设计要求画出电路原理图（或仿真电路图）；元器件
9、及参数选择；电路仿真与调试；3制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。4编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。1.3 电子钟的显示数值范围、PLC 控制的硬件接口及软件设计1 电子钟的显示数值范围电子钟显示的内容通常有月、日、星期、时、分、秒等。本系统只显示月、日、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 所示。表格括号中的数字表示显示的数字范围，表示不显示状态。月份显示共有 112 这十二种数字。月的个位显示数的基本值为 09，月份的十位数字显示 1 或不显示。日的个位显示值为 09，日的十位有、1、2、3 四种情况。时的显示
10、有- 3 -12 小时和 24 小时之分，取 24 小时显示，则时的个位显示为 09，时的十位显示为、1、2。分和秒的显示数字完全相同，在实际显示情况下，秒值不一定显示，而以的闪动形式来表示，闪动频率为 1Hz。分显示值为 0059，分的个位显示值为 09，分的十位显示为 05 六个数字。2PLC 控制硬件接口用 PLC 实现电子钟的硬件接口电路如图 1 所示。图中 PLC 采用三菱 FX240MR，显示器采用七段 LED 显示器，共接入两组共 8 位，其中第一组（上面）4 位用来表示小时、分,从左至右分别表示月的十位、月的个位、日的十位、日的个位。采用 BCD 码驱动器 CD4511 把 P
11、LC输出的月、日、时、分等显示 BCD 码变换成对应的显示器所要求的 7 段驱动信号。由于显示位数较多，故显示采用动态显示方式，PLC 的输出类型为晶体管源输出（正逻辑），其中输出端子 Y0Y3 输出第一组显示器的 BCD 信号，Y10Y13 输出第二组显示器的 BCD 信号，Y4Y7 依次为各组显示器的选通信号。图中秒信号输出为 1Hz 方波，可作秒点闪动信号，与电子手表中的秒点闪动相同，表示在走时；图中的时信号输出为一脉冲，表示整点小时时刻到的定时脉冲信号，可作控制用，如每小时放一次音乐控制。3 软件设计本系统采用软件定时，在程序的控制下得到月、日、时、分信号，由 PLC 输出端输出BCD
12、 码，通过驱动器驱动各 7 段显示器。系统软件分为主程序和中断服务程序，分别如图 2、图 3 所示。在执行正常的程序运行前，应用键操作输入月、日、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）主程序主程序主要完成月、日、时、分、秒等数据寄存器的初始化，设置中断指针及开放中断等功能。当然，当定时时钟只是 PLC 控制系统的一部分，则主程序还包括控制系统的其它控制功能。FX2 的中断有两种方式：外部输入信号触发中断及定时器中断。对外部输入信号触发中- 5 -断，输入信号为 X0X5；对定时器中断，定时时间范围为 10ms99ms，
13、定时器中断号为68。本系统采用定时器中断方式，定时时间为 10ms，所以中断指针为 I610，即每隔 10ms就执行标号为 I610 后面的中断程序，并根据 IRET 指令返回。2）中断服务程序中断服务程序完成计时及月、日、时、分、秒等信次数，每 10ms 中断一次，若 D250表示为 05 秒，D2100 表示为 1 秒，根据 D2 内容即可输出频率为 1Hz 的方波秒信号。其它分、时、日、月也有相应的存贮单元如数据寄存器 D3、D4、D5、D6，各按相对应的关系进行计数。当分的存贮单元内容为 60 时，应输出时信号。月、日、时、分的显示采用动态显示，考虑到动态显示方式下，每位扫描间隔时间不能太长，不然会出现闪烁甚至走动现象，所以采用定时器中断（10ms）显示的方法，在中断服务程序中，执行一位 LED 的显示输出操作。显示子程序如图 4 所示。图中 D0 为第一组显示器的输出数据存储器，D1 为第二组显示器输出数据存储器。图四
