基于PLC的七段码显示数码管控制
基于PLC控制的数码管系统的设计
基于PLC控制的数码管系统的设计与实现控制要求:自己在万用板上搭建一个单片机最小系统,运用三菱编程软件DX-devloper编程软件写好程序(梯形图)利用梯形图写单片机烧录器把程序下载到单片机点亮共阴数码管从0显示到9,循环显示。
原理图如下：七段共阴数码管如下图：A接P2.0口B接P2.1口C接P2.2口D接P2.3口E接P2.4口F接P2.5口G接P2.6口七段共阴数码管显示原理如下表数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9字码0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f做此实验时用PLC编好数码管显示程序，然后用梯形图写单片机编程器把程序烧入单片机里，然后按原理图搭一个最小单片机系统，在搭建数码管显示电路，最后搭建的实物图接通电源后如下：实验效果图:数码管显示6，LED灯表示输出时各输出口的状态。
数码管显示数字3首先编写的PLC程序，用三菱的GX developer8.31的编程软件，编写的程序如下：指令表：梯形图:------------------------------------------------------------------ PLC如何和七段数码管链接使用我用PLC改变一个通道里面是数值，用这个通道来控制七段数码管的显示，但我现在不知道七段数码管怎么和PLC联系起来，来实现数码管的数字显示？各位好像还有小数点的吧？那需要算吗怎么算的啊？--------你可以直接用plc的com接电源正，至于多少伏要看你驱动的数码管的压降，根据你需要的情况控制数码管的每个段什么时候亮和灭控制显示的数值，如果不需要小数点，每个数码管需要7个plc的输出点。
你也可以利用某些ttl电路，比如74ls47，74ls48等等，两者的区别是一个可以驱动共阳极数码管，一个驱动共阴极数码管，以74ls48为例:如上图连接，其中com需要接+5vDC。
七段数码管显示实验报告
七段数码管显示实验报告实验目的：本实验的目的是通过控制7段数码管的亮灭状态来显示不同的数字和字母。
实验原理：7段数码管常用于显示数字和字母，每个数码管由7个LED灯组成，分别表示A、B、C、D、E、F、G等7个段。
通过控制这些LED灯的亮灭状态，就可以显示不同的数字和字母。
在实际应用中，通常需要使用一个译码器来根据输入的数字或字母输出相应的控制信号。
常用的译码器有7447、DM9368等。
这些译码器通常都是BCD码到7段数码管的译码器。
在本实验中，我们将使用7447译码器来控制7段数码管的亮灭状态。
7447译码器具有4个输入线和7个输出线，每个输入线上的BCD码可以转换成相应的控制信号，用于控制数码管的7个LED 灯。
实验材料：1.7段数码管2.7447译码器3.电路板4.电压源5.连接线实验步骤：1.将7447译码器插入电路板上相应的插槽中，并将数码管连接到电路板上。
2.将电压源连接到电路板上，并调节电压和电流值。
3.根据所需显示的数字或字母，设置相应的BCD码输入信号。
4.打开电源，观察数码管是否能够正确显示。
实验结果：通过本实验，我们可以成功控制7段数码管的亮灭状态，实现了数字和字母的显示。
同时，我们也了解了7447译码器的原理和使用方法。
实验小结：本实验是电子技术的基础实验之一，通过实验我们深入了解了7段数码管和7447译码器的原理和应用，同时也锻炼了我们的动手能力和实验技能。
在实际应用中，7段数码管和译码器常常被用于数字显示、计数器、时钟、温度计等电子设备中，具有广泛的应用前景。
plc实训led数码管的plc控制
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
■ 1．在实际运用的显示中，要把具体的数字显示出来，七段数码管是 通过不同的组合形成数字“0～9”的，图2-1-2中列出了数码管显示 各个数字发光段的组合（发光为高电平“1”），如：当a、b、c、 d、e、f 六个发光段发光时，即显示数字“0”，而要显示数字“1”， 则需要有b、c 二个发光段发光。
过程序的基本结构是由初始状态（S0）普通状态（S30～S32）等和状态转
移条件组成的。其中初始状态可视为设备的运行停止状态，也可称为设备
的待机状态。普通状态为设备的运行工序，按顺序控制过程从上向下地进
行。状态转移条件是：设备运行时，当某一工序执行完成后，从该工序向
下一工序转移的条件。
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
3
对步进程序中的每一个状态，都需要用STL指令去驱动状态的执行。
必须清楚的是：在步进程序中，每个STL指令都会与SET指令共同使用，即每
个状态都需要先用SET指令置位，再用STL指令驱动。
4
状态转移条件应视为接在左母线的触点，与上一状态连接的触点应使
用LD、LDI指令；也允许指令的串联和并联，如图2-1-4所示。
项目1 LED数码管的PLC控制
七段数码管显示的PLC控制项目实训评估表见教材表2-1-5
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
（a）状态转移图（SFC）
(b) 步进梯形图
图2-1-3 步进控制程序的基本结构
项目准备
项目1 LED数码管的PLC控制
■ 步进程序的特点 ■ （1）要执行步过程序，首先要激活初始状态S0。一般情况下，步进程序
2项目 LED七段数码管的显示控制(WZ)
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
用于分支回路的起点。 2)OUT指令是驱动线圈的输出指令，可以用于Y、M、C、T和S继 电器，但不能用于输入继电器。
3)并行的OUT指令可以使用多次，但不能串联使用。 4)OUT指令用于计数器、定时器和功能指令线圈时，必须设定合 适的常数，常数K的设定需用一个程序步。 (2)触点串联指令(AND、ANI) AND、ANI指令格式及表示方法见 表2-3,指令的使用方法如图2-6所示。 表2⁃3 AND、ANI指令
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
(1)逻辑“与”—触点串联 两个或多个触点与线圈串联的线路， 只有当所有触点都接通时线圈才得电，这种关系在逻辑线路中称 为“与”逻辑，如图2-1所示。
K＝A· B
图2-1
“与”电路
(2)逻辑“或”—触点并联 两个或多个触点并联再与线圈连接的 线路，只要有一个触点接通，线圈就得电，这种关系在逻辑线路 中称为“或”逻辑，如图2-2所示。 K＝A＋B
6.通电运行调试
按图2⁃17所示的系统接线图正确连接好数码管，进行系统的调 试，观察数码管能否按控制要求显示。若不能正常显示，检查电路 并修改调试程序，直至数码管能按控制要求显示为止。
图2-20
题3图
任务三 抢答器的PLC控制
任务目标
1.学习梯形图中的互锁环节。 2.学习梯形图中的“起-保-停”环节。 3.进一步掌握通用辅助继电器“M”的运用方法。 任务分析 设计一个有四个参赛组的抢答器。其控制要求为：任一组抢先 按下后，显示器能显示该组的编号并使蜂鸣器发出响声，同时锁住 抢答器，其他组抢答无效。抢答器设有复位开关，复位后可重新抢 答。
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制
(3)触点并联指令(OR、ORI)
项目二：PLC编程元件和基本逻辑指令任务三 七段数码管的简单显示(1)
4、自行完成编程
5、调试程序观察现象
三、知识储备
辅助继电器不能直接对外输入、输出，但经常用作状态暂存、中间运算等。辅助继电器也有线圈和触点，其常开和常闭触点可以无限次在程序中使用，但不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须由输出继电器进行。
辅助继电器采用字母M表示，并辅以十进制地址编号。辅助继电器按用途分为以下几类：
另一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动线圈后，PLC作特定的动作。
如：M8033指PLC停止时输出保持，
M8034指PLC禁止全部输出，
M8039指PLC定时扫描等。
复习提问
创设情景
实体演示
任务布置
实施项目教学
检测完毕后学生代表进行检测描述
学生实施工作任务
教师指导
教师指导提供帮助
学生分组完成检测
复习提问：
新授：一、任务目的
二、任务内容
1、任务
2、I/0分配
3、画出接线图
4、自行编程
5、调试程序
三、知识储备
通用辅助继电器M0～M499(500点)
断电保持辅助继电器M500～M1023(524点)
教学后记
在整个教学过程中，大部分同学积极地参与到了教学活动当中，既掌握了点动和自锁控制电路的工作原理，又提高了学生PLC改装的操作能力，教学效果好。
通用辅助继电器M0～M499(500点)
断电保持辅助继电器M500～M1023(524点)
用于保存停电前的状态，并在运行时再现该状态的情形。停电保持内装的后备电池支持。
特殊辅助继电器M8000～M8255(256点)
PLC内部有很多特殊辅助继电器。这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能，一般分为两大类：一类是只能利用其特殊辅助验电器触点，这类继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点进行编程。如：M8000（运行监控），M8002（初始脉冲），M8012（100ms时钟脉冲）等，其波形图见图2－25所示。
基于PLC的数码管显示控制
《装备维修技术》2019年第4期（总第172期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.123基于PLC的数码管显示控制吕桃（南京浦口中等专业学校，江苏南京 210000）摘要：本文针对工程中三菱FX系列PLC的数码管显示方法的探讨，结合典型电子时钟的数码显示案例，介绍了四种数码管连接与控制方法，结合性价比分析以期探讨最优化PLC工程数码控制方案。
关键词：PLC；SEGL；BCD；晶体管输出；七段数码管；显示译码器；选通信号；锁存控制；输出刷新引言数据信息的采集、状态数据的显示是现代设备控制中两个非常重要的功能，前者反映设备控制的数字化功能，后者常用于反映设备运行状态数据如生产工件数、机械位移、环境参数、电流、电压等核心因素的直观反映，为设备操控和设备维护提供必要的指示信息。
工作环境下的数码管因显示具有醒目、直观的功效，应对PLC 占据主导的现代电气设备的开发与维护，迫切需要我们掌握数码管的PLC驱动显示技术。
以下结合常见的数码管数字时钟显示来研究三菱FX系列PLC 的驱动方法。
一个PLC控制数字时钟的时、分、秒数据信息分别由计数器C002、C001、C000对应提供，并采用两位数码管对应显示时、分、秒数据。
数字时钟显示效果如图1示。
图1最常见的PLC七段数码管的驱动方法：一是对照数码管显示真值表直接将七个控制信号通过限流电阻加载于数码管脚上；二是输出BCD码通过显示译码器驱动数码管的控制方式。
如果仅是单纯地采用上述两种方法均会导致占用较多的PLC输出资源，实用性仅能用于一、二位数码的显示。
如何解决占用较少的有限输出资源以实现数字时钟六位及更多位数码的显示方法是本文所要解决的。
1. 数码管的直接驱动控制所谓直接驱动就是将数码管的a～g七段管脚通过限流电阻联接至PLC的对应的七个输出端。
如常见继电器输出PLC、共阴极数码管采用直接驱动方式，将用于输出七段码的Y0～Y6分别通过300欧限流电阻对应接a～g端，公共端接5V电源正极。
三菱控制7段数码管
实训七功能指令应用训练（一）一、实训目的通过实训使学生明确功能指令的使用要素及应用，掌握应用功能指令编程的思想和方法。
二、控制要求用PLC驱动数码管显示一个两位数的时间53s，然后按秒递减至零，循环不断。
三、实训内容及指导1．系统配置（1）FX2N-64MR PLC一台。
（2）两块数码管及直流稳压电源、电阻。
2．I/O地址分配表（表7-1）表7-1输入信号分配元件输出信号分配元件启动信号X0 十位数显示数码管Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6停止信号X1 个位数显示数码管Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 3．PLC控制的接线图（图7-1）图7-14．设计控制的梯形图使用Y0～Y6输出控制十位数数码管的a、b、c、d、e、f、g；使用Y10～Y16输出控制个位数数码管的a、b、c、d、e、f、g。
程序中使用了数据传送MOV指令，数据减一DEC指令，7段码译码SEGD 指令，区间复位ZRST等功能指令。
程序运行时将不断变化的时间数据传送给7段码译码SEGD指令，7段码译码SEGD指令再驱动数码管，显示不断变化的时间，如图7-2所示。
图7-2 5．编写指令程序0LD X000 1OR M0 2ANI X0013LD X0004OR C25MOVK5D1 10 MOVK3D0 15 ZRSTC0C220 LD M0 21SEGDD1K2Y026 ANI C027 ANI T028 OUT T0K10 28LD T0 29OUT C0K434DEC(P)D037LD C038ANI C239MPS40ANI M141MOVK9D046MRD47ANI M148DEC(P)D051 MPP52 ANI C153 OUT M154 LD M153ANI C154ANI T155OUT T1K1060 LD T161OUT C1K1061DEC(P)D067 LD C168 OUT C2K571RST C172END6．通电测试（1）加直流12V电源，调试程序。
PLC项目二 LED七段数码管的显示控制
任务一 采用基本逻辑指令编程的显示控制 任务目标
1.进一步学习基本数字逻辑关系 2.了解梯形图编制法则和掌握X、Y的使用方法 3.学习基本逻辑指令及其应用
任务分析
设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环 显示数字0、1、2…9的控制系统。其制要求如下：
1．启动控制 按下启动按钮，程序运行后显示0，延时T秒；显 示1，延时T秒；显示2…显示9，延时T秒；再显 0、…如此循环。 2．停止控制 按停止按钮时，程序停止运行。 3．保护措施 系统具有必要的短路保护。
符号、名 称
功能
ORB电路 块或
串联电路 的并 联连接
ANB电路 块与
并联电路 的串 联连接
电路表示
操作元件 程序 步
无
1
无
1
图2-8 ORB、ANB指令的使用
操作指导
1. 绘制系统接线图
根据控制系统要求，其系统接线图如图2-9所示。
图2-9 数码管循环点亮系统接线图
2．安装电路
(1)检查元器件 根据表2-1配齐元器件，检查元件的规格是 否符合要求，检测元件的质量是否完好。
图2-1“与”电路
其逻辑关系为 K＝A·B
逻辑与的运算规则是：0·0＝0；0·1＝1·0＝0；1·1＝1。
（2）逻辑“或”——触点并联
两个或多个触点并联再与线圈连接的线路，只 要有一个触点接通，线圈就得电，这种关系在逻 辑线路中称为“或”逻辑。如图2-2所示 .
图2-2 “或”电路
其逻辑关系式为 K＝A＋B
（5）变址寄存器器V、Z
变址寄存器在传送、比较指令中用来修改操作 对象的元件号。其操作方式与普通寄存器一样。 在[D·]中的（·）表示可以加入变址寄存器。对32 位指令，V作高16位，Z作低16位。32位指令中 用到变址寄存器时只需指定Z，这时Z就代表了V 和Z。
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基于PLC的七段码显示数码管控制
【摘要】主要介绍了S7-200型PLC传输指令和移位指令的特点和使用方法，并以七段码显示为例，给出了应用不同类型的指令进行显示和编程的方法。
【关键词】传送指令;移位指令;程序设计;七段显示译码指令
生活中，经常能见到电梯楼层显示、抢答器、交通灯剩余时间数码显示以及生产线上的显示系统，可以显示数字或字母，本文利用S7-200系列PLC的指令实现对七段显示数码管的控制。
在西门子S7-200系列PLC中，有多种方法可以实现七段码显示，其中比较常用的有基本指令、传送指令和七段显示译码指令SEG，笔者结合自己的工作经验，对几种控制七段码显示的指令进行比较，供大家学习和参考。
1.传输指令和七段码显示译码指令
1.1 传输指令
传送指令用于在各个编程元件之间进行数据传送[1]。
西门子S7-200系列PLC的传输指令包括单个传送指令和块传送指令。
单个传送指令助记符为MOV，当传送的数据长度不同时，助记符也不尽相同。
单个传送指令根据传送数据长度可以分为：字节传送指令MOVB，字传送指令MOVW，双字传送指令MOVDW，实数传送指令MOVR，利用传送指令可以在不改变原数据值的情况下将IN中的数据传送到OUT。
块传送指令用来进行一次传送多个数据。
单个传送指令的应用如图1所示
图1 传送指令的应用
在传送指令中，EN端为允许输入端;ENO端为允许输出端。
当输入I0.1为“1”时，传送指令将MB0中的字节传送给MB1，如果指令正确执行，则输出Q4.0为“1”，否则，如果输入I0.0为“0”，则数据不传送。
一旦传送成功，输出Q4.0将一直保持为1，直到将Q4.0复位。
在为变量赋初始值时，为了保证传送只执行一次，一般MOV方块指令和边缘触发指令联合使用。
1.2 移位指令
移位指令是使位组合的字节数据、字数据或双字数据向指定方向移位的指令[2]。
根据移位的数据长度可分为字节型移位、字型移位、双字型移位。
还可以进行循环移位。
数据长度不同，移位方向不同，其功能指令也不相同。
例如：将字节型数据向左移位，功能指令为SHL_B，将字型数据向右移位，功能指令为SHR_W，将双字型数据循环左移，功能指令为ROL_DW。
表1列出了左移指令，右移指令与左移指令相同，把梯形图功能框中的字母L变成R，就全部变成了右
移指令，指令功能将对应的左移改成右移。
1.3 七段显示译码指令
图2 七段码显示指令
在S7-200系列PLC中，有一条指令SEG可以直接驱动七段显示数码管[3]，如图2所示，当把PLC的输出端用一个字节的前七个端口与数码管的7个段（a、b、c、d、e、f、g）对应接好，当SEG指令的允许输入端EN有效时，将字节型输入数据IN的低四位对应的数据输出到OUT指定的字节单元，这时IN处的数据就可以通过数码管显示出来。
在梯形图中，七段数码指令以功能框形式编程，语句表中的指令格式为SEG IN，OUT。
2.七段显示数码管系统分析
电梯上楼时七段显示数码管的顺序显示，十字路口红绿灯的倒计时七段显示数码管的逆序显示，以及抢答器的随机显示，都是七段码的控制要求。
2.1 控制系统的分析
本文利用不同指令使七段显示数码管按0～9～A～F的顺序显示，其他显示方法与这些方法大体相同。
七段显示数码管a、b、c、d、e、f、g的位置关系如图所示，在PLC电路图中a～g分别与LED0～LED6对应。
由图3可知，欲使七段显示数码管显示不同的数字或字母，只需将a、b、c、d、e、f、g各段按照不同的规律显示即可。
例如：显示数字“1”，需要将“b、c”两端置“1”，其余各段置“0”。
数字0～9和字母A～F与七段显示码的对应关系如表2所示。
图3 数码管的七段标注
输出Q0.0～Q0.6代表一个字节的后七位，其第一位为0。
在S7-200系列PLC 中，一个字节代表八个位，当这八个位置按0或1显示不同的组合时时，代表了二进制中的不同数值，通过转换，可以转换为10进制数字和16进制数字，如上表所示。
当用传送指令把10进制或16进制数字传送给输出地址Q时，相当于传输给了Q0.0～Q0.6不同的数值，传输数值“0”，对应的LED灯不亮，传输数值“1”，对应的LED灯亮，通过上表的组合，便能显示出不同的数字或字母。
例如显示数字0，需要将10进制数“63”或16进制数“3F”传输给Q0.0～Q0.6。
若要显示字母A，需要将10进制数“119”或16进制数“77”传输给Q0.0～Q0.6。
以此类推。
2.2 PLC的输入输出地址分配
确定系统I/O地址分配如表3所示。
表3 七段显示数码管符号及变量表
PLC地址数据类型变量名地址分类
I0.0 BOOL 起动按钮输入
I0.1 BOOL 停止按钮输入
Q0.0 BOOL a（LED0）输出
Q0.1 BOOL b（LED1）输出
Q0.2 BOOL c（LED2）输出
Q0.3 BOOL d（LED3）输出
Q0.4 BOOL e（LED4）输出
Q0.5 BOOL f（LED5）输出
Q0.6 BOOL g（LED6）输出
2.3 PLC的外部接线图
根据上表，可以画出PLC与外部元件的接线图，如图4所示。
图4 PLC外部接线图
2.4 系统要求
利用PLC编程实现以下功能要求：
按下起动按钮SB1，系统按照0、1、2、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F的顺序循环显示。
3.程序设计方法
3.1 利用传输指令实现
图5 传输指令实现七段码显示梯形图
图6 利用SEG指令实现七段码显示梯形图
利用循环移位指令和传输指令可以实现以上的控制要求。
首先利用起动按钮起动辅助继电器M0.0，利用定时器设定一个脉冲发生电路，并使其周期为2s，占空比50%，再利用循环移位指令使其每次向左移动一位，每次移动的过程中，由传送指令向输出地址传送不同的数据，实现数字和字母的循环显示。
例如：辅助继电器M1.0数值为1时，向QB0中输入10进制数字63或16进制数字3F，循环移位指令移动至M1.7时，应该向QB0中传输代表数字8的10进制数127，M2.0闭合时，传输数字9，以此类推，M2.7闭合时，传送字母F。
梯形图如图5所示。
3.2 利用七段码译码指令实现
利用译码指令实现可以更简单、方便的实现以上控制。
梯形图如图6所示。
4.结语
在PLC的编程中，用基本指令和辅助继电器也能够实现七段数码管显示控制。
不同的编程方法可以达到相同的效果。
利用传输指令来实现可以使读者更好的理解位、字节、字、双字的区别与联系。
对于理解西门子编程软件中的数据类型以及寻址范围有很大的帮助。
而对于利用SEG功能指令实现七段码显示，则显得程序简单、条理清晰，逻辑关系明确。
因此，在利用PLC编程的过程中，我们如果能够尝试不同的方法实现同一种功能，不仅能提高自己的编程水平，还能够更好的理解功能指令的强大用途。
既充实了自己的知识，又能达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]陈海霞，柴瑞娟，任庆海，孙承志编著.西门子S7-300/400PLC编程技术及工程应用[M].机械工业出版社.
[2]郭继红主编.电气控制与PLC技术实例教程[M].机械工业出版社.
[3]陈丽主编.PLC控制系统编程与实现[M].中国铁道出版社.。