LED数码显示系统设计

1、 中南民族大学计算机科学学院PLC课程设计报告题目名称：LED数码显示系统设计学生姓名： 学 号： 年级专业： 指导老师： 2014 年 6 月 12 日目 录引言1、课题要求 2、 系统总体方案设计 2.1、系统硬件配置及组成原理 2.2、系统变量定义及分配表 2.3、系统可靠性设计3、控制系统设计 3.1、控制过程工艺流程图设计 3.2、控制程序顺序功能图设计 3.3、控制程序设计思路 3.4、创新设计内容4、人机界面设计 4.1、选用界面介绍 4.2、画面制作与设计5、系统调试及结果分析 5.1、系统调试及解决的问题 5.2、结果分析结束语参考文献附录 引言可编程控制器（PLC）是以微处

2、理器为基础的，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用工业自动控制装置。由于其具有抗干扰能力强，可靠性高，灵活性好，系统安装简单，维修方便等特点，随着工业自动化的发展，可编程控制器在工业中的应用越来越广泛。三菱PLC作为占国内市场份额较高的PLC之一，在工业自动化控制中起着重要的作用。随着科学技术的飞速发展,在现代生活中,PLC在交通灯、电梯、抢答器等系统日益得到广泛应用的现状,文章介绍了PLC在数码管显示控制中的应用,并给出其PLC控制系统的接线图和梯形图程序设计.该设计具有可编程性、线路简单、可靠性高等特点,提高了系统的灵活性及可扩展性,实验结果验证了该设计的实用性.1

3、、课题要求（1）、其控制要求如下：按下启动按钮SB1后，由7段LED发光二极管七段段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是a，b，c，d，e，f，g。随后显示数字及字符，显示次序分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F如此3次，停20秒。再接着显示F、E、D、C、B、A、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0, 、g、f 、e、d、c、a,如此三次后全部停下了。（2）、设计任务内容：（1）作出PLC的I/O分配表、I/O接线图，设计流程图、梯形图、设计人机界面并调试运行。（2）课程设计报告要求要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要

4、求”。2、 系统总体方案设计2.1、系统硬件配置及组成原理系统由plc硬件系统和梯形图程序组成。本实验用到了plc整体模块和一些小灯，以及按钮等。PLC的控制方式是由继电器控制方式演化而来,由PLC内部的微电子电路构成的软元件线圈和触点取代了硬件继电器的线圈和触点,用PLC的程序指令取代继电器控制的连接导线,将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来,PLC内部的中央控制器(CPU)根据输入条件和预定的程序,控制各个软元件的状态,并输出到外部执行部件,控制设备运行。PLC采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我

5、检测功能，出现故障时可及时发出警报信息，使系统中除PLC以外的电路设备也获得故障自诊断保护，其次，它易于设备的扩展、便于维护、开发周期短，PLC的这些优点也注定了它将得到广泛的发展。本次设计的硬件原理图如下：本实验通过按下启动按钮，在LED显示屏上可以看到所要显示的ag，09,AF,以及它们反过来的显示。通过一个个灯的亮来组合成相应的数字已达到实验的目的。2.2、系统变量定义及分配表 根据课程设计的要求设置相应的地址变量，其输入输出I/O地址分配表如下：输入输出变量名地址变量名地址启动按钮0.01数码管a端 1.00停止按钮0.00数码管b 端1.01 数码管c端 1.02数码管d端 1.03

6、数码管e 端1.04数码管f端 1.052.3、系统接线图设计2.4、系统可靠性设计在本次实验一共分为三个部分，有三个部分共同协作保证的了程序的正确性及实验能顺利运行，如开始的定时部分：后面的计数循环部分：最后的移位部分：3、 控制系统设计3.1、控制过程工艺流程图设计 开始按下启动按钮 SB1LED正向循环显示数字及字符循环三次定时熄灭20秒。反向循环三次 结束 3.2、控制程序顺序功能图设计 W1.06W0.00W0.01W0.02.W0.00T0 定时C1+T23 T1定时T21定时T2定时0.01 启动W2.13W1.08W1.09W1.10W1.07T25定时C2T26定时T45定时

7、T27定时T24定时A200.11 T22+C1 3.3、控制程序设计思路本次实验的总体思路如下;本次实验主要用到了定时器，计数器及移位指令，先通过按钮来控制定时器，将定时器的时间设计为1秒便于人眼看到灯的跳变，而定时器连接中间继电器，每一个定时器几乎都有一个中间继电器相对应，而每一个中间继电器又都相对应一个移位指令，先将所要移出的数字写入相应的通道，当移位指令接通时就可以移出数字达到灯的亮灭，实现实验的要求，达到实验的目的。完整梯形图见附录。3.4、控创新设计内容刚开始时没有用移位指令编程很是麻烦还易出错如下的程序：这种编程所用到的灯很容易与前面的相重合造成错误后来用了移位指令才相应的消除了

8、隐患达到了实验目的.4、 人机界面设计4.1、选用界面介绍在本次课程设计中，我选择OMRON同系列软件CX-Designer来进行人机界面的设计，CX-Designer是一款用于创建终端屏幕数据，向终端发送或接受屏幕数据的软件，它的运行环境为Windows 2000 Professional（SP3以上）或Windows XP操作系统，支持的PC规格为PC/AT兼容机。通过CX-Designer我们可以实现画面制作、信息管理、参数设定以及仿真调试等功能，在软件界面的上部是菜单栏和快捷工具，左侧是项目工作区，用于管理背景画面、NS参数等内容，左下方是属性列表，用于统一多个对象的属性参数，提高工作

9、效率，右侧是画面编辑界面，用于NS监控画面的制作，左下方是状态栏，可以查看硬件型号及系统版本。CX-Designer自带一千多个高质量图形，当我们需要给功能对象（例如开关，灯等）选择美观又恰当的外形，可在图库中进行选择。同时，它还提供27个功能对象，通过用途可分为开关类、灯类、数据显示和输入、信息显示、图表、报警、其他，为不同现场的功能要求提供了丰富的解决方案。功能对象结合宏功能还能实现更高的监控要求，宏功能即NS的编程功能，该功能除了可以实现逻辑控制、数学编程外，还能实现较复杂的控制，例如IF、FOR语句等。4.2、画面制作与设计本次课程设计的界面设计如下：本实验可以只按下启动按钮就能一直等

10、待着实验结束，按下启动按钮后灯就会按照程序所设计的那样运行达到实验目的。5、 系统调试及结果分析5.1、系统调试及解决的问题在系统调试过程中，我遇到了以下几个问题：第一，在调试过程中经常出现该亮的灯不亮，或按下启动按钮后并没有达到预期的反应，计数到一个数字后就停止了显示。经检查发现，是由于自己的中间继电器与后面的所用的有所重合导致的。第二，在调试过程中有时会出现，循环次数就只一次后就不再循环了，经检查是因为我将计数器的复位信号搞错了导致其无法循环运行，还有没有将上一次计算的数据清零，没有将对应的运算指示灯状态复位造成的，当我加入复位操作后，该情况得以解决。5.2、结果分析 在按下启动按钮后，显示屏会一节一节先亮，如下的显示结果： 而后显示相应的数字如下： 最后显示相应的大写字符之后反向循环：结束语本次课程设计仅为简单的LED显示系统，功能方面可以显示一些字符和数字，也能通过控制其顺序来让其显示想要的数字而达到实验目的。而主要的收获是不仅仅用自保停这简单的线路实现实验，还可以用移位指令来达到相应的目的并且是实验更加的简单易懂，同时在编程中发现和修改错误也使自己收获很多。本次课程设计以PLC梯形图控制工艺应用为主，锻炼了