数控技术机电一体化综合实训学生作业样例

数控技术机电一体化系统综合实训报告册

题目（一）PLC实现红绿灯控制

（二）单片机实现6位数字钟

年级：08春

层次：专科

专业：数控技术

学号：20087611940792

姓名：王**

日期：2009年6月16日同组人员：

指导教师：

实验实训时间200９.05.10—０6.10成绩

批阅时间：目录

一、实验实训目的、任务 (1)

二、实训设备、环境、用具、材料 (1)

三、实验实训内容： (1)

（一）PLC实现红绿灯控制 (1)

（二）单片机实现6位数字钟…………………………………………………………………………

4

四、结论与心得 (10)一、实验实训目的、任务

1．练习使用单片机进行编程调试及相应的软件使用。

2．学会使用定时器逻辑顺序及控制程序的结构设计，学会PLC硬件的基本连接、控制程序的结构设计、程序编制及调试。

二、实训设备、环境、用具、材料

1．单片机实用控制台

2．PLC控制箱

三、实验实训内容：

（一）PLC实现红绿灯控制

1．控制要求

1）南北红灯工作25s，东西红灯工作30s

2）东西绿灯工作20s，南北绿灯闪5s

3）南北绿灯工作25s，东西绿灯闪5s

2．PLC选型

根据控制要求选择OMRON、CPMIA-ZDCDR

3．I/O接线图，如下图所示

I/O接线图

LD NOT01002

AND00000

AND NOT TIM006

TIM002250 LD TIM002

TIM006300 LD NOT01002

AND00000

AND NOT TIM002

TIM007200 LD TIM007

TIM00550 LD TIM002

TIM003250 LD TIM003

TIM00450 LD NOT TIM002

AND NOT01002

AND00000

OUT01001

LD TIM002

OUT01004

LD01001

AND NOT TIM007

LD TIM007

AND NOT TIM005

AND TIM000

OR BLK

OUT01003

LD01004

AND NOT TIM003

LD TIM003

AND NOT TIM004

AND TIM000

OR BLK

OUT01000

LD01000

AND01003

OUT01002

LD00000

AND NOT TIM001

TIM0005 LD TIM000

TIM0015

（二）单片机实现6位数字钟

时钟的基本显示原理：时钟开始显示为0时0分0秒，也就是数码管显示000000，然后每秒秒位加1，到9后，10秒位加1，秒位回0。10秒位到5后，即59秒，分钟加1，10秒位回0。依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。这里只要确定了1秒的定时时间，其他位均以此为基准往上累加。

开始程序定义了秒，十秒，分，十分，小时，十小时，共6位的寄存器，分别存在30h，31h，32h，33h，34h，35h单元，便于程序以后调用和理解。

电路原理图：

为了节省硬件资源，电路部分采用6位共阳极动态扫描数码管，数码管的段位并联接在51单片机的p0口，控制位分别由6个2N5401的PNP三极管作驱动接在单片机的p2.1,p2.2,p2.3,p2.4,p2.5,p2.6口。

从标号star开始把这些位全部清除为0，从而保证了开始时显示时间为0

时0分0秒。

然后是程序的计算部分：inc a_bit（秒位），这里用到了一个inc指令，意思是加1，程序运行到这里自动加1。然后把加1后的数据送acc：

mov a,a_bit（秒位），这时出现了一个问题，如果不断往上加数字不会加爆？所以有了下面的一句话cjne a,#10,stlop;如果秒位到10那么转到10秒处理程序。cjne是比较的意思，比较如果a等于10就转移到10秒处理程序，实际上也就限定了在这里a的值最大只能为9，同时mov a_bit,#00h，这

时a_bit（秒位）被强行清空为0，又开始下一轮的计数。

秒位处理完了到下面10秒的处理程序：inc b_bit，把10秒位b_bit 加1，由于程序开始对各位的寄存器已经清0，这时10秒位就变成1，然后同样送到累加器ACC：mov a,b_bit现在开始新一轮的10秒位计数

cjne a,#6,stlop;如果10秒到了6那么到分位处理程序。也就限定了10秒位最多显示5。

下面的部分分位，十分位，小时位，十小时位的计算方法与上面的类似。

计算部分完成后，最终要把结果送到数码管显示，这一部分电路上采用最简洁的并联型动态扫描接法。其基本原理是利用人眼的视觉暂留效应，在6个数码管上依次送需要显示的数字，然后依次打开各个数码管，并不断循环，如果速度足够快，我们看到就是一串连续的数字，而不是各个的数字。

但是必须注意，实际上单片机是逐个往各个数码管送数据的。明白了这个原理，我们就不难理解下面的程序。首先看秒位的显示程序：dplop:mov

a,a_bit;把秒位（a_bit）送到寄存器A。MOVC A,@A+DPTR根据取到的值到指定的地址取数，意思是假如此时a_bit（秒位）的值是2，那么到数据表的第三个位置去取数，取到的值则是0a2h。这里或者有人会问为什么不是第2个位置呢？没错，因为开始程序就已经把各个位清0，第一次运行时显示的是0，第二次运行显示1，第3次运行则为2。而mov p0,a（送出个位的7段代码）硬件上数码管的段位接在P0口。0A2H也就是数码管显示2的代码了。这时，数码管还没有显示。由于他们是并联的，我们必须指定哪一个数码管亮。clr p2.6把P2.6端口打开也就是秒位，此时秒位的数码管亮了。亮了以后，是不是不管他了呢？当然不是，还要指定他亮多长的时间。假定是1毫秒，后面就有了acall d1ms（调用1毫秒时间）;完成后再关闭这个数码管：setb p2.6。

程序进行到这里，然后继续扫描10秒位b_bit，过程也是先查表，取数，送显示，开十秒位数码管，延时1毫秒，关闭显示。下面的部分分位，十分位，小时位，十小时位的显示方法与上面的相同。大家自行领会。

r0，r1寄存器作用，这里还是要从动态扫描讲起。我们是以1秒位为基准的，但是整个显示部分每秒钟轮流扫描一次，显然就不能达到要求。视觉暂留特性告诉我们，至少每秒显示30次以上人眼睛才不会有闪烁感，所以我们在这里把显示程序的首位段使用了r0，r1作扫描次数的计数器，分别送4，和250，相乘得1000，然后再显示程序的尾段加上以下代码djnz r1,dplop;100次没完循环djnz r0,dpl1;4个100次没完循环，这样总共显示1000次，人眼就不会感觉到显示闪烁的问题了。

程序的最后是1毫秒的延时子程序和7段数码管各划的数字排列表，如果走时的时间不准，可以适当调整1毫秒的延时子程序的数值，直到准确。

程序的扩展1：改动计算部分cjne a,#6,stlop全部改为

cjne a,#10,stlop，那么就变成了一个6位的计数器。所有位都是从0到9依次显示。

程序的扩展2：改动的计数器不能受外界的控制，因此没有实际意义。那么可已通过一个按键来进行控制，每按一次按键数字加一，那么可以在程序的计算部分增加几行判断按键的代码：

stlop:acall display;调用显示

jb p3.2,stlop;监测键盘,如果p3.2按下那么执行显示

we:acall display;显示保持!

acall d1ms;延时1ms避免键盘误动作

jnb p3.2,we;如果p3.2还没有放开继续延时

那么就可以通过按键来实现计数显示的功能了，由p3.2端口作控制，每按键一次程序加1。

完整的程序清单：

org00h

a_bit equ30h;秒寄存器

b_bit equ31h;10秒寄存器

c_bit equ32h;分寄存器

d_bit equ33h;10分寄存器e_bit equ34h;小时寄存器

f_bit equ35h;10小时集存器

org0000h

ajmp star

org0030h

star:

mov a,#00h;把各个位全部清0

mov a_bit,a

mov b_bit,a

mov c_bit,a

mov d_bit,a

mov e_bit,a

mov f_bit,a

stlop:acall display;程序的计算部分

inc a_bit;秒位加1

mov a,a_bit;送a

cjne a,#10,stlop;如果秒到10那么转到10秒处理

mov a_bit,#00h;秒位清0

inc b_bit;10秒位加1

mov a,b_bit;送a

cjne a,#6,stlop;如果10秒到了6那么到分处理

mov b_bit,#00h;10秒位清0

inc c_bit

mov a,c_bit

cjne a,#10,stlop

mov c_bit,#00h

inc d_bit

mov a,d_bit

cjne a,#6,stlop

mov d_bit,#00hinc e_bit

mov a,e_bit

cjne a,#10,stlop

mov e_bit,#00h

inc f_bit

mov a,f_bit

cjne a,#3,stlop

mov f_bit,#00h

ajmp stlop;重新开始计算

display:;显示子程序

mov dptr,#numtab;指定查表启始地址

mov r0,#4

dpl1:mov r1,#250;显示1000次

dplop:mov a,a_bit;取秒位的值

MOVC A,@A+DPTR;查秒位数的7段代码

mov p0,a;送出到P0口显示

clr p2.6;开个位显示

acall d1ms;显示1ms

setb p2.6;关闭显示

mov a,b_bit;取10秒位的值

MOVC A,@A+DPTR;查10秒位的7段代码

mov p0,a;送出10秒位到P0口显示

clr p2.5;开10秒位显示

acall d1ms;显示1ms

setb p2.5

mov a,c_bit;取分位

MOVC A,@A+DPTR;

mov p0,a;

clr p2.4;

acall d1ms;

setb p2.4mov a,d_bit;取10分位

MOVC A,@A+DPTR;

mov p0,a;

clr p2.3;

acall d1ms;

setb p2.3

mov a,e_bit;取小时位

MOVC A,@A+DPTR;

mov p0,a;

clr p2.2;

acall d1ms;

setb p2.2

mov a,f_bit;取10小时位

MOVC A,@A+DPTR;

mov p0,a;

clr p2.1;

acall d1ms;

setb p2.1

djnz r1,dplop;100次没完循环

djnz r0,dpl1;4个100次没完循环

ret

D1MS:MOV R7,#20;1MS延时(按12MHZ算) DJNZ R7,$

RET

;7段数码管各划的数字排列表

numtab:db28h,7eh,0a2h,62h,74h,61h,21h,7ah,20h,60h ;01234567

end

四、结论与心得

通过本次机电一体化实训，使我学到了很多以前无法学到的知识。是我学会了使用定时器逻辑顺序及控制程序的结构设计，学会了PLC硬件的基本连接、控制程序的结构设计、程序编制及调试。在实训过程中，得到了指导老师的热心指导和帮助，并对所学的专业知识有了更深层次的理解，在此表示对老师诚挚的谢意。虽然设计中曾出现一些错误，但在查阅资料与老师细心指导下逐一改正了，进一步培养了我分析问题和解决问题的能力，提高了自身的综合素质，总结了工作上的不足和经验，这些宝贵的实训经验为我以后的工作打下了良好的基础，在以后的工作中会使自己做的更好。

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