PLC课程设计LED灯数码显示控制

1、成绩可编程逻辑控制器 课程设计报告 题 目 LED 灯数码显示控制系别专业名称班级学号姓名指导教师目录一、引言 5二、系统总体方案设计 52.1 系统硬件配制及组成原理 52.1.1 PLC 各组成部件及作用 . 52.1.2 PLC 的分类 . 72.1.3 LED 数码管的结构及工作原理 . 72.2 系统变量定义及分配表 92.3 系统接线图设计 错误! 未定义书签。三、控制系统设计 93.1 控制程序设计思想 93.2 控制程序时序图设计 10四、系统调试及结果分析 104.1 系统调试及解决的问题 104.2 结果分析 10五、结束语 错误! 未定义书签。六、参考文献 10附录 11

2、LED数码显示控制、实验目的了解并掌握 LED数码显示控制中的应用及其编程方法。、控制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开始显示：一一显示各段， 之后一次显示 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。四、实验设备1、安装了 STEP7-Micro/WIN32 编 程软件的计算机一台2、PC/PPI编程电缆一根3、锁紧导线苦干1、根据上表进行输入输出接线； 2、编写程序，并把程序输入 STEP7中；3、检查输入程序无误以后，将程序下载到主机内，并且把PLC的工作模式达到 RUN模式； 4、拨动输入开关 SD，观察输出

3、 LED的显示结果。一、引言可编程逻辑控制器课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又 不同于课堂教学。它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进 行设计和调试。本课程设计是以 LED数码管和 PLC控制为基础，通过了解 PLC的基本编程方 法及 LED数码管的原理，用顺序控制法实现：按下启动按钮，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示，显示次序是 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 再返 回初始显示，并循环不止的控制要求。而实验的目标为： 8 个 LED 循环显示控制要求所要显 示的内容。二、系统总体方案设计2.1 系统

4、硬件配制及组成原理2.1.1 PLC 各组成部件及作用PLC 的类型种类繁多，功能和指令系统也不尽相同，但其结构和工作方式大同小异。硬 件系统有主机、 I/O 接口、电源、编程器、 I/O 扩展接口和外部设备接口等主要部分构成。1. 主机主机部分包括中央处理器（ CPU）、系统程序储存器和用户程序集数据存储器。CPU是PLC的核心，起着总指挥的作用，与通用微机 CPU一样， CPU在 PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能：（1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器 或数据寄存器；（2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；（ 3）诊断电源和 PC内

5、部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；（ 4）在 PC进入运行状态后：a）执行用户程序产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令 解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）b）进行数据处理分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作， 完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务c）更新输出状态输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象 寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数 据通讯等）2. 电源PLC的电源是指为 CPU、存储器、I/O 接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电， P

6、LC通常使用 AC 220V 或 DC 24V 工作电源。他的电源模块为其他各功能模块提供 DC 5V、DC 12V、DC 24V等各种内部直流工作电源。3.I/O （输入/ 输出）接口（ I/O 模块：接口电路、 I/O 映像存储器） CPU与现场 I/O 装置或其他外部设备之 间的连接部件。4. 编程器编程器是编制、调试 PLC用户程序的外部设备，是人机交互的窗口。通过编程器可以把 用户程序输入到 RAM中，或者对 RAM中已有程序进行编辑；通过编程器还可以对 PLC的工作 状态进行监视和跟踪，对调试和试行用户程序非常有用。5. 输入/输出( I/O )扩展接口I/O 扩展接口是 PLC主

7、机为了扩展输入 / 输出点数和类型的部件没输入 / 输出扩展单元、 远程输入 / 输出扩展单元、智能输入 / 输出单元等都通过它与主机相连。6. 外部 I/O 接口外设 I/O 接口是 PLC主机实现人机对话、机机对话的通道。2.1.2 PLC 的分类现在比较习惯的 PLC分类是按 I/O 点数分，一般分为三类：小型 PLC ：小型 PLC的 I/O 点数一般在 128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个 硬件融为一体，除了开关量 I/O 以外，还可以连接模拟量 I/O 以及其他各种特殊功能模块。中型 PLC ：中型 PLC采用模块化结构，其 I/O 点数一般在 2561024点之间。大型

8、PLC ：一般 I/O 点数在 1024点以上的称为大型 PLC。大型 PLC的软、硬件功能极强。 具有极强的自诊断功能2.1.3 LED 数码管的结构及工作原理LED数码管( LED Segment Displays )是由多个发光二极管封装在一起组成“ 8”字型的led 数码管常用段器件，引线已在内部连 接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极 数一般为 7段有的另加一个小数点， 还有一种是类似于 3位“+1”型。位数有半位， 1，2，3， 4，5，6，8，10 位等等 ，led 数码管根据 LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解 LED 的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码

9、管，除了它们的硬件电路有差异外， 编程方法也是不同的。LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要 的数位，因此根据 LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 埠进行驱动，或者使用如 BCD码二- 十进位*器*进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示 亮度高，缺点是占用 I/O 埠多。B、动态显示驱动：数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有 数码管的 8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端

10、连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时， 所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位 元选通 COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显 示出字形，没有选通的数码管就不会亮。透过分时轮流控制各个态驱动。LED数码管的 COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动2.2 系统变量定义及分配表输入：SD I0.0输出：A B C D E F G HQ0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7根9、A、B、 C

11、、 D、E、F 再返回初始显示，并循环不止；用顺序控制法，运用移位寄存器、定时器等指令进行程序编译，完成设计3.2 控制程序时序图设计 四、系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题遇到的问题（1）数码管没有单独一段一段的显示。（2）中间有几个数字没显示。（3）没有设计时间延时。（4）程序运行完一次后没有循环。（5）连接线路时，出现接线错误。在老师的指导和本组同学的共同努力下，我们对上的问题进行了讨论并改正，最终得到正确的实验程序和显示结果。4.2 结果分析五、结束语本次课程设计使我加深了对 PLC知识的理解， 同时通过这次一周的课程设计， 我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高，并再一次明白只有加强组内合作才能提高工作效率和速度。还有就是通过这次团队合作课程设计，深刻体会到PLC的广阔强大的应用功能，相信学好用好 PLC，不管是对以后从事这一专业还是工作学习，都会有很大的帮助！六、参考文献【1】 刘美俊 . 西门子 PLC编程及其应用 . 北京：机械工程出版社， 2011.【2】 廖常初. S7-200PLC 编程及应用 . 北