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题目：PLC控制的数字显示电子钟

摘要

本文是介绍采用三菱FX2－40MRCD4511PLC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），

其中输出端子Y0～Y3输出第一组显示器的BCD信号，Y10～Y13输出第二组显示器的BCD

信号，Y4～Y7依次为各组显示器的选通信号。

沙洲职业工学院毕业设计（论文）

第2章PLC控制的数字显示电子钟

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。

2.3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1～12这十二种数字。月的个位显示数的基本值为0～9，月份的十位数

字显示1或不显示。日的个位显示值为0～9，日的十位有×、1、2、3四种情况。时的显

示有12小时和24小时之分，取24小时显示，则时的个位显示为0～9，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00～59，分的个位显示值为0～9，分的十

位显示为0～5六个数字。

2．PLC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FX2－40MR，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

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沙洲职业工学院毕业设计（论文）

把PLC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Y0～Y3输出第一组显示器的BCD信号，Y10～Y13输出第二组显示器的BCD

信号，Y4～Y7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。

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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

断，输入信号为X0～X5；对定时器中断，定时时间范围为10ms～99ms，定时器中断号为6～

8。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