基于PLC的七段码显示数码管控制
七段数码管显示
七段数码管显示设计报告目录一、设计任务二、题目分析与整体构思三、硬件电路设计四、程序设计五、心得体会一．设计任务数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；第二种是分段式；第三种是点阵式。
目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。
它可分为两种，一是共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上），另一是共阴极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）。
数码管动态扫描显示，是将所用数码管的相同段（a～g 和p）并联在一起，通过选位通信号分时控制各个数码管的公共端，循环依次点亮各个数码管。
当切换速度足够快时，由于人眼的“视觉暂留”现象，视觉效果将是数码管同时显示。
根据七段数码管的显示原理，设计一个带复位的七段数码管循环扫描程序，本程序需要着重实现两部分：1. 显示数据的设置：程序设定4 位数码管从左至右分别显示1、2、3、4；2. 动态扫描：实现动态扫描时序。
利用EXCD-1 开发板实现七段数码管的显示设计，使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7 个发光LED 组成，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA相应引脚。
四位数码管与FPGA 之间通过8 位拨码开关（JP1）进行连接。
二．题目分析与整体构思使用EXCD-1 开发板的数码管为四位共阴极数码管，每一位的共阴极7 段数码管由7个发光LED 组成，呈“”字状，7 个发光LED 的阴极连接在一起，阳极分别连接至FPGA 相应引脚。
SEG_SEL1、SEG_SEL2、SEG_SEL3 和SEG_SEL4 为四位7 段数码管的位选择端。
当其值为“1”时，相应的7 段数码管被选通。
当输入到7 段数码管SEG_A~ SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为高电平时，该管脚对应的段变亮，当输入到7 段数码管SEG_A~SEG_G 和SEG_DP 管脚的数据为低电平时，该管脚对应的段变灭。
基于PLC的七段速调速系统的设计
完成变 频器 参数设 定后 ，连接 Ｐ Ｌ Ｃ与变 频器 以实现 Ｐ Ｌ Ｃ对变频器输 出频率 的控制 。
４ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 的Ｉ ／ Ｏ 分 配
近 年来 ，随着 电力 电子技 术 以及控 制 技 术的迅 猛发展 ，交流变频调速在 电力拖动领 域 得 到了广泛应用 ：可 编程控制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ）可靠 性 高、抗 干扰 能力强、安装简单 、维修方便 、 配 套齐全 、功能完善，常被用来采集现场数 据 和 控制 设备 。利用 Ｐ Ｌ Ｃ技术 及变 频器开 发 设 计 了对 异步电动机的七段速调速控制 系统 具有 较 高的可靠性 和实用性 ，整个系统结构简单 、 操作 易行。通 过该系统 的设计 ，使学生进 一步 掌握 Ｐ Ｌ Ｃ和变频 器的应 用，熟练进 行 Ｐ Ｌ Ｃ 软 件编程及 Ｐ Ｌ Ｃ与变频器及其他硬件 间的连接 。
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基于 Ｐ Ｌ Ｃ的 七段速 调速 系统 结构简 单、
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速 控 制 ，通 过 Ｘ３ 、ｘ４的动 作 ， 从 而 获 得 ７个
七段数码管共阴极编码
七段数码管共阴极编码
七段数码管是一种常用于显示数字和一些字母的电子组件，其中的七段分别表示显示的数字或字符的不同部分。
在共阴极七段数码管中，每个数码管的七个段（a、b、c、d、e、f、g）的负极（阴极）是共用的。
以下是共阴极七段数码管的基本编码方式，其中0表示亮，1表示不亮：
a
---
f | | b
---
e | g | c
---
d
这七段分别代表数码管的七个段，它们的状态共同决定显示的数字或字符。
例如，要显示数字"0"，则a、b、c、d、e、f 是亮的，而g 是不亮的。
这种方式称为共阴极，因为所有数码管的阴极都是共用的，而阳极是分开的。
具体的编码方式可能会根据具体的七段数码管型号而有所不同，但上述的基本编码方式是很常见的。
在实际应用中，控制七段数码管显示特定数字或字符的方法通常通过微控制器或其他数字逻辑电路来实现。
PLC控制变频器的七段调速及指示灯
教
学
引
入
导入Байду номын сангаас课：
复习上节课所学内容：
1、PLC控制变频器三段调速的接线方法。
2、三段调速中参数设置
3、编辑PLC程序时应注意什么
回顾前面所学内容，引入本节课内容
新
课
教
学
任务要求：
任意时刻按下启动按钮SB1,5s后电动机以10Hz正向运行同时红灯亮，再5s后电动机以15Hz正向运行同时绿灯亮，再5s后电动机以20Hz正向运行同时红绿灯亮，再5s后电动机以25Hz正向运行同时黄灯亮，再5s后电动机以30Hz正向运行同时黄红灯亮，再5s后电动机以40Hz正向运行同时黄绿灯亮，再5s后电动机以50Hz正向运行同时黄绿红灯亮，再5s后电动机停止工作。任意时刻按下SB2电动机停止工作。
授课班级
17级机电4班
课程名称
机电设备组装与调试
授课日期
2019年4月24日
授课地点
1号实训楼2楼
授课课题
PLC控制变频器的七段调速
教学课时
2课时
教学目标
知识与技能
1、学会变频器七段调速、PLC的接线方法。
2、掌握变频器七段调速的参数设置。
3、学会用PLC程序控制变频器的七段调速和指示灯。
4、掌握如何调试变频器和PLC程序。
2、掌握变频器七段调速的参数设置。
3、学会用PLC程序控制变频器的七段调速和指示灯。
4、掌握如何调试变频器和PLC程序。
教学难点
1、学会用PLC程序控制变频器的七段调速和指示灯。
2、掌握如何调试变频器和PLC程序。
教学方法
阅读法、小组合作法、讲授法、对比教学法
教学准备
对PLC控制数码管动态显示的研究
制下 ， 每 一 次加 一 ， 就 会逐 位 切 换位 的 状态 ， 通 过 用位 的状态 模 拟 开关 。 加 一指 令盒 对 上 升沿 脉 冲敏 感 ， 因此 我 们 可 以使 用
ｂ Ｃ ｄ Ｅ Ｆ
常开开关 ， 分别 连 接 到 十六 个 输 出上 面 ， 然 后 只要对 应 的 常开 开关闭合 ， 输 出就 可 以显示 对 应 的字 符 ， 正 如家 里边 用 的 电灯
一
样 ， 按下 开关 ， 灯 就 会发 光 。这种 方法 简 单 易 明 白 ， 但 是所
对应于 “ ０ ”一 “ Ｆ ”十 六 个 字符 ， 我们 分 别 可 以用 十 六 个
１
ｌ
ｌ
１
０
１
ｌ
１
９
Ａ
ｌ １ １ ｌ １
ｌ Ｏ ０ Ｏ ０
１ １ １ Ｏ ０
０ ０ １ １ ０
２ ． ２ 多个开 关 串联 组 合成 为新 的开 关
上 一 种 方法 中 的 每 一个 开 关只 可 以影 响 一个 输 出线 路 的通 断 ， 基 于改 进这 个 弊 端 的想 法 ， 我们 可 以用 多个 开 关 串联 的方
用 的开 关数 太 多 ， 如 果 有 更 多 的数码 管 的 话 ， 有限的Ｐ Ｌ Ｃ的输 入 输 出 点数 不 能满 足 这 么 多 的只 有单 一 功 能的 开 关。 因此 ，如 何 节 省 输入 输 出 点数 以及 充 分利 用 Ｐ Ｌ Ｃ的 内部 资源 ， 就 是 下面 模 拟 开 关 中要解 决 的 问题 。这 是最 基础 的方 法 ， 尽 管有 很 大 的
数码管显示PLC控制
LED数码管显示PLC自动控制
一、控制要求
1、按输入要求，设计八段数码显示控制系统。
通过PLC实现
对数字0~9以及小数点在大兴线视频上的显示输出。
2、无显时要求时，八段数码显保持不亮的状态，当显示数字
时，点亮对应的数码段，对于带小数的数字可以在显示数
字的同时，点亮小数点。
3、大型显示牌普遍采用分组的指示灯来组合形成八段数码显
码的显示单元，每组指示灯通过相应的继电器控制其点亮
和关断。
Q0.1
二、设计要求Q0.0 Q0. 2
Q0.3
1、解决思路 Q0.4 Q0.6●Q0.7
2、输入输出点分配； Q0.5
3、画出PLC的输入输出设备的接线图；
4、画出八段数码显示组合逻辑表；
5、完成梯形图、指令表的程序设计；
6、完成系统调试，实现控制要求。
7、完成设计说明书
三、主要参考资料
[1] S7-200PLC基础及应用廖常初主编，机械工业出版社，2010年8月第1版
[2] PLC开发与应用实例详解吴作明编，北京航天大学出版社，
增12007年5月
[3]STEP7-WIN 编程软件与仿真软件使用指南
[4]相关网站
四、答辩问题：
1 讲述程序设计思路、程序及工作流程。
2 采用循环扫描控制 LED 显示，如何设计？
系统启动后，首次依次输入8位数，在八段码显示器上显示当前数值，并存入相应存储器中，按下重复显示按钮时，八段码显示器上会依次显示刚才输入的8位数，并循环。
按下暂停按钮时，八段码显示器将保持当前数值。
按下停止按钮后，存储器中的数据将被清空。
组合电路——7段数码管显示驱动电路设计报告
实验一、组合电路——7段数码管显示驱动电路设计一、实验目的了解EDA实验箱7位八段数码管显示模块的工作原理，设计标准扫描驱动电路模块，以备后面实验用。
二、硬件要求主芯片为Cyclone V E，型号为EP4CE22F17C8，7位八段数码管显示器，四位拨码开关。
三、实验内容用四位拨码开关产生8421BCD码，用CPLD分别产生7段数码管扫描驱动电路，然后进行仿真，观察波形，正确后编程下载实验测试。
四、实验原理1、72、动信号a,b,c,d,e,f,g。
通过调节四位拨码开关的状态，数码管应显示与之对应的字符。
五、实验连线输入：将芯片管角a0~a3分别接4个拨码开关；输出：将芯片管角led7s0~7分别接到数码管7段驱动信号a、b、c、d、e、f、g上。
六、实验源程序：decl7s.vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity decl7s isport(a:in std_logic_vector(3 downto 0);led7s:out std_logic_vector(6 downto 0));end;architecture one of decl7s isbeginprocess(a)begincase a iswhen "0000" => led7s<="0111111"; when "0001" => led7s<="0000110"; when "0010" => led7s<="1011011"; when "0011" => led7s<="1001111"; when "0100" => led7s<="1100110"; when "0101" => led7s<="1101101"; when "0110" => led7s<="1111101"; when "0111" => led7s<="0000111"; when "1000" => led7s<="1111111"; when "1001" => led7s<="1101111"; when "1010" => led7s<="1110111"; when "1011" => led7s<="1111100"; when "1100" => led7s<="0111001"; when "1101" => led7s<="1011110"; when "1110" => led7s<="1111001"; when "1111" => led7s<="1110001"; when others => null;end case;end process;end;七、波形仿真结果。
基于plc实现三相异步电动机七段速调速实验
基于PLC实现的三相异步电动机七段速调速实验学院：专业:学号:姓名:引言三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域，在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。
要合理的控制它。
这个系统的控制是采用PLC的编程语言--—-梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令,并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。
进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，目前，在先进国家中,PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业，企业.由于PLC综合了计算机和自动化技术,所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完成逻辑，顺序，定时，计数，数字运算，数据处理等功能,而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动化控制。
特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来,扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力,从而更广泛的运用于众多行业。
一、实验名称:基于PLC实现的三相异步电动机七段调速实验二、实验目的：1。
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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.。