基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)_第1頁(yè)
基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)_第2頁(yè)
基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)_第3頁(yè)
基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)_第4頁(yè)
基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩70頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)

基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告(完整資料)(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng)基于PLC的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)別畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班電氣0903 姓名熊小鵬評(píng)分指導(dǎo)教師劉晶華中科技大學(xué)武昌分校華中科技大學(xué)武昌分校學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名熊小鵬學(xué)號(hào)20092822104專(zhuān)業(yè)班級(jí)電氣0903班系別機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院指導(dǎo)教師劉晶職稱(chēng)課題名稱(chēng)基于PLC控制的交通燈1課題設(shè)計(jì)的目的和意義本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐,與其研究的內(nèi)容以及變電站的研究水平不僅與我們的生活息息相關(guān),還對(duì)我們的生活和生產(chǎn)起著至關(guān)重要的影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市交通問(wèn)題引起越來(lái)越多的人的關(guān)注,交通問(wèn)題成為制約我我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)大問(wèn)題,因?yàn)槲覈?guó)人口較多。十字路口車(chē)輛穿梭,行人熙攘,車(chē)行車(chē)道,人行人道,有條不紊.那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢?考的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前交通信號(hào)燈的控制方式有很多??梢杂脴?biāo)準(zhǔn)邏輯器件,可編程序邏輯控制器PLC,單片機(jī)等方案來(lái)實(shí)現(xiàn).其中用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)電路在很大程度上要受到邏輯器件如門(mén)電路等影響,調(diào)試工作極為不易,而單片機(jī)編程復(fù)雜不容易掌握,因此,我們選擇了用可編程的控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)此次的題目。根據(jù)交通燈工藝控制要求和特點(diǎn),這里選擇采用日本三菱公司FX2n系列PLC來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),因?yàn)槿釶LC有小型化,高速度,高性能等特點(diǎn),三菱PLC指令較豐富,可以接各種輸入,輸出擴(kuò)充設(shè)備,有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備,其中模擬輸入設(shè)備是系統(tǒng)所必須的,能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信.本系統(tǒng)采用PLC基于下列原因:(1)PLC具有很高的可靠性,抗干擾能力強(qiáng);(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短,便于維護(hù),改造難度小,功能完善,實(shí)用性強(qiáng);基于上述原因,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的交通控制燈在操作,維護(hù),以及改造等方面都將優(yōu)于單片機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。2。課題內(nèi)容及具體要求2.1PLC控制的交通燈的作用交通燈作為目前生活中交通秩序控制的器件,對(duì)于控制交通秩序起到的作用已經(jīng)沒(méi)有任何東西可以替代。2.2PLC控制的交通燈實(shí)現(xiàn)的功能(1)南、北綠燈和東、西綠燈不能同時(shí)亮,如果同時(shí)亮則應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng),并立刻報(bào)警。(2)南、北直通道與左轉(zhuǎn)紅燈亮,維持63s。在南、北紅燈亮的同時(shí),東.西左轉(zhuǎn)燈也亮,并維持35s,然后變?yōu)樽筠D(zhuǎn)綠燈亮23s,東、西綠燈閃亮,閃亮3s,之后左轉(zhuǎn)黃燈亮2S.然后直通紅燈亮29s.(3)東、西直通道和左轉(zhuǎn)道紅燈亮,維持54s,南、北左轉(zhuǎn)紅燈亮,維持30s,然后變成左轉(zhuǎn)綠燈亮19s,閃亮3s之后左轉(zhuǎn)黃燈亮2s;南北向直通綠燈亮24s,閃亮3s,之后直通黃燈亮2s,然后直通紅燈亮25s.(4)信號(hào)燈按以上方式周而復(fù)始的工作:同時(shí)南北向,東西向數(shù)碼管顯示率等最后3s,黃燈2s,紅燈最后3s,起著提醒作用。2。3PLC的交通燈控制系統(tǒng)流程圖2.4PLC控制的交通燈I/O引腳分配及接口電路輸入/輸出點(diǎn)分配表信號(hào)燈及南北向時(shí)間顯示輸入/輸出接線圖SB1:車(chē)輛正常時(shí)的信號(hào)輸入SB2:無(wú)信號(hào)輸入SB3:東西方向車(chē)輛普通擁擠的信號(hào)輸入SB4:東西方向車(chē)輛特別擁擠的信號(hào)輸入SB5:南北方向車(chē)輛普通擁擠的喜好輸入SB6:南北方向車(chē)輛特別擁擠的信號(hào)輸入SB7:緊急情況時(shí)的信號(hào)輸入SB7:緊急情況排除時(shí)的信號(hào)輸入3實(shí)施計(jì)劃(1)1-4周選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,查閱資料,翻譯外文資料。(2)4-5周撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告,開(kāi)題報(bào)告答辯。(3)5-10周進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的理論研究、方案設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等。(4)11周中期檢查(5)11-13周撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文并完成初槁(6)14-15周指導(dǎo)教師檢查、批改論文;學(xué)生修改論文,定稿.(7)15周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查。(8)16周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。4主要參考文獻(xiàn)[1]馬小軍,束長(zhǎng)寶,王阿根,可編程控制器及其應(yīng)用。南京:東南大學(xué)出版社.2007[2]連建華.可編程控制器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū).武漢:華中科技大學(xué)武昌分校機(jī)電學(xué)院.2011[3]郁漢祺,盛黨紅,鄧東華.電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)。南京:東南大學(xué)出版社.2003[4]陳立定,吳玉香,蘇開(kāi)才.電氣控制與可編程控制器。廣州:華南理工大學(xué)出版社。2001[5]三菱公司編.FX1s、FX1n、FX2n、FX2nC編程手冊(cè).2001指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽字:年月日答辯小組意見(jiàn):組長(zhǎng)簽字:年月日教研室審查意見(jiàn):負(fù)責(zé)人簽字:年月日系審查意見(jiàn):系主任簽字:(系公章)年月日基于PLC和MCGS的交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】當(dāng)今,紅綠燈安裝在各個(gè)道口上,已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段.社會(huì)的發(fā)展,人們的消費(fèi)水平不斷的提高,私人車(chē)輛不斷的增加。人多、車(chē)多道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢(shì)在必行的。PLC的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心,采用PLC把東西方向或南北方向的車(chē)輛按數(shù)量規(guī)模進(jìn)行分檔,相應(yīng)給定的東西方向與南北方向的綠燈時(shí)長(zhǎng)也按一定的規(guī)律分檔。這樣就可以實(shí)現(xiàn)按車(chē)流量規(guī)模給定綠燈時(shí)長(zhǎng),達(dá)到最大限度的有車(chē)放行,減少十字路口的車(chē)輛滯流,緩解交通擁擠、實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制,從而提高了交通控制系統(tǒng)的效率.PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中.由于PLC具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富,可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制,特別對(duì)多岔路口的控制可方便地實(shí)現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來(lái)越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。PLC還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號(hào)燈組成同一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車(chē)輛通行等候時(shí)間,實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的PLC應(yīng)用系統(tǒng)中,PLC往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用。關(guān)鍵字:PLC、交通燈、控制系統(tǒng)、組態(tài)設(shè)計(jì)Abstract:Today,trafficlightsinstalledonthecrossingatall,toeasethetrafficofvehicleshasbecomethemostcommonandmosteffectivemeans。Socialdevelopment,people'sconsumptionlevelscontinuetoincrease,privatevehiclesisincreasing。Ofpeople,carsandmoreroadshavelesstrafficstatusisobvious。Therefore,theadoptionofeffectivemethodstocontroltrafficlightsisimperative.PLCintelligentcontrolprincipleisthecoreofthecontrolsystemusingPLCnorth—southdirectiontoeast-westdirectionorscaleofthevehiclebythenumberofsub-file,theappropriatethinggiventhegreenlightnorth-southdirectionandlengthoftimeisalsosub—fileaccordingtocertainrules。Thisscalecanbeachievedgiventhegreenlightat(yī)trafficduration,toachievemaximumreleaseacartoreducethestagnat(yī)ionofvehiclescrossingtoeasetrafficcongestion,toachieveoptimalcontrol,thusimprovingtheefficiencyoftrafficcontrolsystem.PLCstructureissimple,easyprogramming,highreliability,hasbeenwidelyusedforinducessandlocationoftheautomaticcontrol。TheuseofthePLChasthecharacteristicsofenvironmentaladaptability,whileitsinternaltimerresourcesareveryrich,thecurrentwidespreaduseofthe"progressive"signalforprecisecontrol,particularlycontrolofmulti-forkcanbeeasilyachieved。Therefore,thePLCisnowincreasinglyusedintrafficlightssystem.PLCalsohasacommunicationsnetworkingcapabilities,thesamesignalontheroadtoformaunifiedLANmanagement,andcanshortenthewaitingtimeforvehicletraffic,toachievescientificmanagement.Inreal—timedetectionandapplicationofautomat(yī)iccontrolsystemsPLC,PLCisoftenusedasacponent.Keywords:trafficlights,controlsystems,configurationdesign可編程控制系統(tǒng)介紹1.1PLC簡(jiǎn)介隨著微處理器,計(jì)算機(jī)的和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)滲透到所有工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可分為:可編程控制器,基于PC總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī),基與單片機(jī)的測(cè)控裝置,用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器,集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)等??删幊炭刂破魇菓?yīng)用廣泛,功能強(qiáng)大,使用方便的通用工業(yè)控制裝置,已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的重要支柱.近幾年,在國(guó)內(nèi)已得到迅速推廣普及.可編程控制器是60年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器,目的是用來(lái)取代繼電器,以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象,將控制內(nèi)容寫(xiě)入控制器的用戶程序內(nèi),控制器和被控對(duì)象連接也很方便??删幊炭刂破鲗?duì)用戶來(lái)說(shuō),是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備,改變程序即可改變生產(chǎn)工藝,因此可在初步設(shè)計(jì)階段選用可編程控制器,在實(shí)施階段再確定工藝過(guò)程。另一方面,從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看,在制造階段不需要根據(jù)用戶的要求專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)控制器,適合批量生產(chǎn).由于這些特點(diǎn),可編程控制器問(wèn)世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎,并得到迅速的發(fā)展。可編程序控制器,英文稱(chēng)ProgrammableController,簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)混淆,故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫(xiě)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置,專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì),它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn),充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn),又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣,特別是PLC的程序編制,不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí),而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式,使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué);調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購(gòu)到所需的PLC后,只需按說(shuō)明書(shū)的提示,做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序的編制工作,就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐.PLC的類(lèi)型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異,通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:1—1PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1。1。1主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器(CPU)、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器(ROM)和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。CPU是PLC的核心,它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、做出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作,將結(jié)果送到輸出端,并響應(yīng)外部設(shè)備(如電腦、打印機(jī)等)的請(qǐng)求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類(lèi),一類(lèi)是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對(duì)用戶程序作編譯處理的程序,系統(tǒng)程序已由廠家固定,用戶不能更改;另一類(lèi)是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。1.1.2輸入/輸出(I/O)接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備(如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行程開(kāi)關(guān)等)的控制信號(hào)。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過(guò)功放電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、指示燈等)。I/O接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾,從而提高了可靠性。I/O點(diǎn)數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo),通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn),中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn),大型機(jī)將超過(guò)千點(diǎn)。1.1.3輸入/輸出擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元(即主機(jī))連接在一起。1。1.4外部設(shè)備接口此接口可將打印機(jī)、條碼掃描儀,變頻器等外部設(shè)備與主機(jī)相聯(lián),以完成相應(yīng)的操作。實(shí)驗(yàn)裝置提供的主機(jī)型號(hào)是西門(mén)子S7—200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。輸入點(diǎn)數(shù)為14,輸出點(diǎn)數(shù)為10。1。1.5編程編程是PLC利用外部設(shè)備,用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。通過(guò)專(zhuān)用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦聯(lián)接,并利用專(zhuān)用的編程軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。1。1.6電源圖中電源是指為CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。1.2PLC的工作原理PLC的CPU采用順序邏輯掃描用戶程序的方式進(jìn)行工作,即在PLC運(yùn)行時(shí),CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序,按指令步序號(hào)(或地址號(hào))作周期性循環(huán)掃描,如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束.然后重新返回第一條指令,開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中,還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的CPU掃描一個(gè)周期必經(jīng)輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、處理通訊請(qǐng)求、CPU自診斷和輸出刷新三個(gè)階段。輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí)行階段.執(zhí)行用戶程序階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后,其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。處理通訊請(qǐng)求階段:CPU處理從通訊接口和智能模塊接收到的信息,如由編程器送來(lái)的程序、命令和各種數(shù)據(jù),并把要現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息等發(fā)送給編輯器進(jìn)行顯示。如果有計(jì)算機(jī)等通訊請(qǐng)求,也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)和發(fā)送任務(wù)。CPU自診斷:自診斷測(cè)試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常,將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位.輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,并通過(guò)一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。1.3PLC的程序編制1。3.1軟件編制PLC是采用軟件編制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的。編程時(shí)要使用到各種編程元件,它們可提供無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)。編程元件是指輸入映像寄存器、輸出映像寄存器、位存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能存儲(chǔ)器等。PLC內(nèi)部這些存儲(chǔ)器的作用和繼電器接觸器控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似,也有“線圈”與“觸點(diǎn)”,但它們不是“硬”繼電器,而是PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元。當(dāng)寫(xiě)入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時(shí),則表示相應(yīng)繼電器線圈得電,其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi).所以,內(nèi)部的這些繼電器稱(chēng)之為“軟”繼電器。S7—200CPU224、CPU226部分編程元件的編號(hào)范圍與功能說(shuō)明如下表所示原件名稱(chēng)代表字母編號(hào)范圍功能說(shuō)明輸入寄存器II0.0~I1。5共14點(diǎn)接受外部輸入設(shè)備的信號(hào)輸出寄存器QQ0.0~Q1.1共10點(diǎn)輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備位存儲(chǔ)器MM0。0~M31。7在程序內(nèi)部使用,不能提供外部輸出定時(shí)器T(T0~T255)T0,T64保持型通電延時(shí)1msT1~T4,T65~T68保持型通電延時(shí)10msT5~T31,T69~T95保持型通電延時(shí)100msT32,T96ON/OFF延時(shí),1msT33~T36,T97~T100ON/OFF延時(shí),10msT37~T63,T101~T255ON/OFF延時(shí),100ms計(jì)數(shù)器CC0~C255加法計(jì)數(shù)器,觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用高速計(jì)數(shù)器HCHC0~HC5用來(lái)累計(jì)比CPU掃描速率更快的事件順序控制\繼電器SS0。0~S31.7提供控制程序的邏輯分段變量存儲(chǔ)器VVB0.0~VB5119.7數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲(chǔ)元件局部存儲(chǔ)器LLB0.0~LB63。7使用臨時(shí)的寄存器,作為暫時(shí)存儲(chǔ)器特殊存儲(chǔ)器SMSM0。0~SM549。7CPU與用戶之間交換信息特殊存儲(chǔ)器SM(只讀)SM0.0~SM29.7接受外部信號(hào)累加寄存器ACAC0~AC3用來(lái)存放計(jì)算的中間值1-21。3.2編程語(yǔ)言所謂程序編制,就是用戶根據(jù)控制對(duì)象的要求,利用PLC廠家提供的程序編制語(yǔ)言,將一個(gè)控制要求描述出來(lái)的過(guò)程.PLC最常用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言和指令語(yǔ)句表語(yǔ)言,且兩者常常聯(lián)合使用。(1)梯形圖(語(yǔ)言)梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來(lái)的圖形語(yǔ)言.它是借助類(lèi)似于繼電器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和符號(hào),根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形,直觀易懂。梯形圖中常用用圖形符號(hào)分別表示PLC編程元件的動(dòng)斷觸電和動(dòng)合觸電,用()表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類(lèi)用圖形符號(hào)及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。觸點(diǎn)和線圈等組成的獨(dú)立電路稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò),用編程軟件生成的梯形圖和語(yǔ)句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號(hào),允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給梯形圖加注釋.梯形圖的設(shè)計(jì)應(yīng)注意到以下三點(diǎn):①梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行(或稱(chēng)梯級(jí))起始于左母線,然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接,最后是線圈。與能流的方向一致。②梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的不是物理電流,而是“概念電流”,從左流向右,其兩端沒(méi)有電源。這個(gè)“概念電流"只是用來(lái)形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。③輸入寄存器用于接收外部輸入信號(hào),而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此,梯形圖中只出現(xiàn)輸入寄存器的觸點(diǎn),而不出現(xiàn)其線圈。輸出寄存器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備,當(dāng)梯形圖中的輸出寄存器線圈得電時(shí),就有信號(hào)輸出,但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備,而要通過(guò)輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。輸出寄存器的觸點(diǎn)也可供內(nèi)部編程使用。(2)指令語(yǔ)句表指令語(yǔ)句表是一種用指令助記符來(lái)編制PLC程序的語(yǔ)言,它類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言,但比匯編語(yǔ)言易懂易學(xué),若干條指令組成的程序就是指令語(yǔ)句表.一條指令語(yǔ)句是由步序、指令語(yǔ)和作用器件編號(hào)三部分組成。MCGS系統(tǒng)介紹2.1MCGS的定義MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem,通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件,它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行,通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理,以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案,在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。MCGS組態(tài)軟件功能強(qiáng)大,操作簡(jiǎn)單,易學(xué)易用,普通工程人員經(jīng)過(guò)短時(shí)間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。同時(shí)使用MCGS組態(tài)軟件能夠避開(kāi)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟、硬件問(wèn)題,集中精力去解決工程問(wèn)題本身,根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn),組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專(zhuān)業(yè)化的工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng).2.2MCGS的構(gòu)成MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。用戶的所有組態(tài)配置過(guò)程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行,它相當(dāng)于一套完整的工具軟件,幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件,稱(chēng)為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù).運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng),它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理,完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。運(yùn)行環(huán)境本身沒(méi)有任何意義,必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體,才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成,運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)就可以離開(kāi)組態(tài)環(huán)境而獨(dú)立運(yùn)行在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上。2-1系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)三者的關(guān)系MCGS由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立,又緊密相關(guān).如圖2—2所示:MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境,由可執(zhí)行程序McgsSet。exe支持,其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫(xiě)控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后,生成擴(kuò)展名為.mcg的工程文件,又稱(chēng)為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù),其與MCGS運(yùn)行環(huán)境一起,構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng),統(tǒng)稱(chēng)為“工程”.MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境,由可執(zhí)行程序McgsRun.exe支持,其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。2-2組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境關(guān)系圖2。3MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比,MCGS6.2組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn):全中文、可視化、面向窗口的組態(tài)開(kāi)發(fā)界面,符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求,真正的32位程序,可運(yùn)行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統(tǒng)。龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、完備的繪圖工具以及豐富的多媒體支持,使您能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面。全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構(gòu)件,包括存盤(pán)數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計(jì)劃曲線、相對(duì)曲線、通用棒圖等,使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備,同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng);此外,獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合,使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無(wú)縫。簡(jiǎn)單易學(xué)的類(lèi)Basic腳本語(yǔ)言與豐富的MCGS策略構(gòu)件,使您能夠輕而易舉地開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng).強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類(lèi)型、報(bào)警存貯與應(yīng)答、實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)表以及靈活的報(bào)警處理函數(shù),使您能夠方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉到任何報(bào)警信息。完善的安全機(jī)制,允許用戶自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外,MCGS6.2還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運(yùn)行期限等功能,以保護(hù)組態(tài)開(kāi)發(fā)者的成果.強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,支持TCP/IP、Modem、485/422/232,以及各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線電臺(tái)等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu).良好的可擴(kuò)充性,可通過(guò)OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機(jī)制,方便地?cái)U(kuò)展MCGS6.2組態(tài)軟件的功能,并與其他組態(tài)軟件、MIS系統(tǒng)或自行開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行連接.提供了WWW瀏覽功能,能夠方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制與企業(yè)管理的集成。在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi),只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上方便地瀏覽與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一致的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面,實(shí)時(shí)和歷史的生產(chǎn)信息,包括歷史趨勢(shì),生產(chǎn)報(bào)表等等,并提供完善的用戶權(quán)限控制。2.4MCGS組態(tài)軟件的工作方式MCGS如何與設(shè)備進(jìn)行通訊:MCGS通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令.MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)效果:MCGS為每一種基本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫(huà)屬性,如:一個(gè)長(zhǎng)方形的動(dòng)畫(huà)屬性有可見(jiàn)度,大小變化,水平移動(dòng)等,每一種動(dòng)畫(huà)屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫(huà)效果。MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控:MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,可通過(guò)TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在一起,構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。同時(shí),可利用MCGS提供的網(wǎng)絡(luò)功能,在工作站上直接對(duì)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS把各種網(wǎng)絡(luò)形式,以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu)件的形式,供用戶調(diào)用,并進(jìn)行工作狀態(tài)、端口號(hào)、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。如何對(duì)工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制:MCGS開(kāi)辟了專(zhuān)用的“運(yùn)行策略"窗口,建立用戶運(yùn)行策略.MCGS提供了豐富的功能構(gòu)件,供用戶選用,通過(guò)構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項(xiàng)組態(tài)操作,生成各種功能模塊(稱(chēng)為“用戶策略”),使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件,操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫(huà)窗口的任意切換,控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式,避免了煩瑣的編程工作。硬件設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)目的和意義在十字路口設(shè)置交通燈可以對(duì)交通進(jìn)行有效的疏通,并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng),使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況,成為研究的課題。傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常的做法是:事先經(jīng)過(guò)車(chē)輛流量的調(diào)查,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法將兩個(gè)方向紅綠燈的延時(shí)預(yù)先設(shè)置好。然而,實(shí)際上車(chē)輛流量的變化往往是不確定的,有的路口在不同的時(shí)段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、較適用的方案,仍然會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象:綠燈方向幾乎沒(méi)有什么車(chē)輛,而紅燈方向卻排著長(zhǎng)隊(duì)等候通過(guò).這種流量變化的偶然性是無(wú)法建立準(zhǔn)確模型的,統(tǒng)計(jì)的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀,更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。目前,大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時(shí)間間隔的控制方法。由于十字路口不同時(shí)刻車(chē)輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的,采用固定時(shí)間的控制方法,經(jīng)常造成道路有效利用時(shí)間的浪費(fèi),出現(xiàn)空等現(xiàn)象,影響了道路的暢通。為此,采用不依賴(lài)數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制器,能較好地解決這個(gè)問(wèn)題??删幊炭刂破鹘煌艨刂葡到y(tǒng)集成自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品;充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì),配置靈活、組態(tài)方便。另外隨著眾多高科技技術(shù)在日常生活的普遍應(yīng)用,城市空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重,為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定,選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的PLC是必要的。3.2十字路口交通燈系統(tǒng)控制的任務(wù)及要求信號(hào)燈控制系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)需要一個(gè)啟動(dòng)按鈕控制,停止工作時(shí)需要一個(gè)停止按鈕控制??紤]到特殊情況,需要有強(qiáng)制東西方向通行和禁行控制,有強(qiáng)制南北方向通行和禁行控制。南北綠燈和東西紅綠燈不能同時(shí)亮。如果同時(shí)亮則應(yīng)關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng),并立即報(bào)警.南北紅燈亮并維持30s。在南北紅燈亮同時(shí)東西綠燈亮,并維持25s。東西綠燈閃亮,閃亮3s后熄滅。在東西綠燈熄滅時(shí),東西黃燈亮,并維持2s,。到2s時(shí),東西黃燈熄滅,東西紅燈亮。同時(shí),南北紅燈熄滅,南北綠燈亮。東西紅燈亮維持35s.南北綠燈亮維持30s,然后閃亮3s,再熄滅。同時(shí)南北黃燈亮,維持2s后熄滅,這是南北紅燈亮,東西綠燈亮。周而復(fù)始,循環(huán)往復(fù).如遇特殊情況,根據(jù)需要對(duì)東西或南北的紅燈或綠燈進(jìn)行強(qiáng)制控制。3。3交通信號(hào)控制系統(tǒng)實(shí)況.3.1十字路口交通燈控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)面板圖3。4結(jié)合十字路口交通燈的路況畫(huà)出模擬圖北北南東西3-1交通指揮燈示意圖綠黃紅綠黃紅紅黃綠綠紅黃3.5十字路口交通燈模擬控制時(shí)序圖交通指揮信號(hào)燈控制系統(tǒng)工作時(shí),對(duì)指揮燈的控制要求按一定時(shí)序進(jìn)行,如下圖所示:?jiǎn)?dòng)/啟動(dòng)/停止南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈南北綠燈南北黃燈3-2交通信號(hào)燈時(shí)序狀態(tài)示意圖3.6控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配根據(jù)對(duì)交通指揮信號(hào)燈系統(tǒng)控制要求分析,系統(tǒng)采用自動(dòng)控制方式,輸入有系統(tǒng)開(kāi)啟、停止按鈕信號(hào)及強(qiáng)制信號(hào);輸出有報(bào)警信號(hào)及東西方向、南北方向各兩組指示信號(hào).該系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)為7,輸出點(diǎn)數(shù)為7,全部是開(kāi)關(guān)量,則可將I/O分配用下表表示。輸入地址編號(hào)及作用輸出及作用地址編號(hào)作用地址編號(hào)作用I0.0啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行Q0.0報(bào)警指示I0。1停止系統(tǒng)運(yùn)行Q0.1南北紅燈亮I0.2強(qiáng)制南北紅燈亮Q0.2東西綠燈亮I0.3強(qiáng)制南北綠燈亮Q0.3東西黃燈亮I0。4強(qiáng)制東西紅燈亮Q0.4東西紅燈亮I0。5強(qiáng)制東西綠燈亮Q0.5南北綠燈亮I0.6正常/強(qiáng)制選擇Q0.6南北黃燈亮3-3I/O分配3.7PLC系統(tǒng)選型通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制要求的分析可知,系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)7點(diǎn),開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)7點(diǎn),所以選用CPU224(14DI/10DO)可以滿足要求.3.8控制系統(tǒng)原理圖此控制系統(tǒng)主要以PLC為主控制器,附加簡(jiǎn)單的外圍器件組成.控制原理如圖所示:1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6=NL11LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6=NL11MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6=AC220VACCPU224AC/DC/RelayDC24V+3-4控制系統(tǒng)原理圖AC4軟件設(shè)計(jì)4。1系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)的控制程序按功能分為三部分,即主程序(包括報(bào)警),正常循環(huán)控制程序(子程序0),強(qiáng)制控制程序(子程序1).系統(tǒng)程序如下圖所示主程序(b)子程序0(c)子程序1報(bào)警指示.當(dāng)東西和南北同時(shí)綠燈亮?xí)r,進(jìn)入報(bào)警狀態(tài),同時(shí)斷開(kāi)東西和南北同時(shí)綠燈,報(bào)警指示時(shí)間設(shè)置為5s.4.2工作過(guò)程分析循環(huán)工作過(guò)程。按啟動(dòng)按鈕I0。0接通,M0。0得電自鎖同時(shí)進(jìn)入子程序0,子程序0(自動(dòng)循環(huán)控制)。I0.0接通,M1。0,M1.1得電自鎖同時(shí)T37得電,M1.0控制南北紅燈,M1。1控制東西綠燈,此時(shí)南北紅燈和東西綠燈同時(shí)亮。T37延時(shí)25s后,東西綠燈閃3s后熄滅(通過(guò)SM0.5s脈沖發(fā)生器和C0配合完成),接著東西黃燈亮2s后熄滅(通過(guò)T38完成),南北紅燈同時(shí)熄滅。T38觸點(diǎn)啟動(dòng)M2.0和M2。1得電自鎖同時(shí)T39得電,M2。0控制東西紅燈熄滅(通過(guò)SM0.5s脈沖發(fā)生器和C1配合完成),同時(shí)南北黃燈亮2s后熄滅(通過(guò)T40完成),東西紅燈同時(shí)熄滅。T40觸點(diǎn)控制M2。4啟動(dòng)下一次循環(huán),按停止按鈕I0.1停止。強(qiáng)制工作過(guò)程。I0。6接通進(jìn)入強(qiáng)制控制程序(子程序1)。I0。2接通,M0。3接通控制南北紅燈。I0。3接通,M0.5接通控制南北綠燈。I0。4接通,M0.4接通控制東西紅燈.I0。5接通,M0.6接通控制東西綠燈。十字路口交通燈的組態(tài)控制過(guò)程繪制交通信號(hào)燈人機(jī)界面MCGS組態(tài)軟件安裝在計(jì)算機(jī)中,雙擊桌面“組態(tài)環(huán)境”圖標(biāo),進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境,如5—1圖所示.單擊“用戶窗口",“新建窗口"后,在“用戶窗口"中新建一個(gè)“窗口0”,選中窗口0,點(diǎn)擊“窗口屬性”按鈕,進(jìn)入窗口屬性設(shè)置界面。將窗口名稱(chēng)和窗口標(biāo)題選項(xiàng)中的內(nèi)容改為“交通信號(hào)燈”,按“確認(rèn)"按鈕確認(rèn)。按“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”按鈕,進(jìn)入畫(huà)面編輯窗口,如5-2圖所示,在此窗口中利用工具箱中的繪圖工具,完成交通信號(hào)燈畫(huà)面設(shè)計(jì),效果圖如5-3圖所示。圖5-1MCGS組態(tài)環(huán)境5—25—25-35。2交通信號(hào)燈畫(huà)面中構(gòu)件的屬性設(shè)置交通信號(hào)燈畫(huà)面中構(gòu)件比較簡(jiǎn)單,只有紅燈,綠燈和黃燈。首先定義數(shù)據(jù)變量,根據(jù)控制要求,監(jiān)控界面中對(duì)西方向和南北方向紅燈,綠燈和黃燈進(jìn)行定義,均為開(kāi)關(guān)量和顏色填充。在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”選項(xiàng)卡中,通過(guò)使用“新增對(duì)象”和“對(duì)象屬性”按鈕,對(duì)數(shù)據(jù)變量進(jìn)行定義,如5-4圖所示5-4變量定義窗口交通信號(hào)燈畫(huà)面中構(gòu)件的屬性設(shè)置如圖5—5所示,這里僅對(duì)南北紅燈屬性設(shè)置進(jìn)行說(shuō)明,其他等的屬性設(shè)置與南北紅燈屬性設(shè)置的區(qū)別為表達(dá)式和填充顏色連接項(xiàng)的內(nèi)容不同。5-55。3設(shè)備窗口屬性設(shè)置在組態(tài)工作臺(tái)界面中,用鼠標(biāo)單擊“設(shè)備窗口"選項(xiàng),出現(xiàn)設(shè)備窗口圖標(biāo)并雙擊進(jìn)入設(shè)備組態(tài)窗口;在此窗口中通過(guò)設(shè)備工具箱,完成設(shè)備組態(tài),如圖5-6所示。設(shè)備組態(tài)完成后,雙擊“通用串口父設(shè)備0",進(jìn)入通用串口父設(shè)備屬性編輯界面,根據(jù)設(shè)備通訊要求和連接情況,完成通用串口父設(shè)備屬性編輯界面中相關(guān)的參數(shù)設(shè)置,具體設(shè)置如5—7所示,按“確認(rèn)"完成設(shè)置。5-6設(shè)備組態(tài)窗口5-7通用串口父設(shè)備屬性編輯窗口返回設(shè)備組態(tài)窗口,雙擊“設(shè)備0-[西門(mén)子S7-200PPI]”進(jìn)入設(shè)備屬性設(shè)置窗口,在此窗口中有“基本屬性”,“通道連接”,“設(shè)備調(diào)試”,“數(shù)據(jù)處理”選項(xiàng)卡.在液體自動(dòng)混合控制中,不涉及“數(shù)據(jù)處理”。其余三項(xiàng)設(shè)置如圖5-8~圖5-10所示。在設(shè)備調(diào)試窗口中,如果“通訊狀態(tài)標(biāo)志”欄中,顯示“0"則表示通訊正常,若顯示“-1”則表示通訊不正常。通過(guò)設(shè)備調(diào)試,使MCGS與PLC通訊正常,即設(shè)備調(diào)試窗口中“通訊狀態(tài)標(biāo)志"顯示為“0”,按確認(rèn)即可.5-8設(shè)備屬性編輯窗口5-9通道連接窗口5—10設(shè)備調(diào)試窗口回到工作臺(tái)界面,選擇主控窗口并單擊界面右側(cè)的“系統(tǒng)屬性按鈕",彈出“主控窗口屬性設(shè)置”對(duì)話框,在此窗口中選擇“內(nèi)存屬性”選項(xiàng)卡,在用戶窗口列表中選中“交通信號(hào)燈”,按“增加”按鈕,則“交通信號(hào)燈”移入“裝入內(nèi)存窗口”,如圖5-11所示,按“確認(rèn)”鍵即可。單擊主菜單中的“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境”鈕,即可進(jìn)入監(jiān)控運(yùn)行界面,實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況,如圖5-12所示。5-11“主控窗口屬性設(shè)置"對(duì)話框5-12系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行界面結(jié)束語(yǔ)在這次PLC課程設(shè)計(jì)中,我用所掌握的知識(shí)結(jié)合課本、網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等資源,盡心盡力,按時(shí)完成了任務(wù)。在組態(tài)軟件的制作中,我較好的掌握了PLC及MCGS軟件的應(yīng)用.在MCGS軟件中最重要的是建立好實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)各種變量的采集、表達(dá)、控制的關(guān)鍵元件,數(shù)據(jù)庫(kù)控制著整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出和運(yùn)行.MCGS軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行信號(hào)的采集,運(yùn)行控制和運(yùn)行監(jiān)視。在組態(tài)文件的制作過(guò)程中,除了系統(tǒng)提供一些元件和背景,還可以自己制作自己需要的元件.在調(diào)試系統(tǒng)的制作中,我需要的元件在元件庫(kù)里沒(méi)有,在上網(wǎng)搜索了資料后,知道元件可以自己通過(guò)系統(tǒng)提供的工具自己制作。于是我通過(guò)工具箱,自己畫(huà)出了所需元件的形狀,然后自己設(shè)定看顏色,再通過(guò)屬性設(shè)置了元件的動(dòng)作值,填充顏色和動(dòng)作表達(dá)式。通過(guò)運(yùn)行達(dá)到了預(yù)計(jì)的要求。組態(tài)軟件的運(yùn)行調(diào)試,實(shí)際上就是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)定,只要設(shè)定好輸入、輸出的變量和運(yùn)行的條件,就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作。通過(guò)這次PLC課程設(shè)計(jì),我掌握了通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息采集、控制.掌握了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、梯形圖設(shè)計(jì)、組態(tài)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試一整套PLC設(shè)計(jì)過(guò)程。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì),讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際,與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際,又讓我懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決.謝詞在本次課程設(shè)計(jì)中,我成功完成了課程設(shè)計(jì)課題—-基于PLC和MCGS的交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì).從一開(kāi)始的課題認(rèn)知、資料的查找,材料的整理,在各組員的協(xié)力合作下,在老師的指導(dǎo)下,我認(rèn)真學(xué)習(xí)、仔細(xì)分析,遇到問(wèn)題及時(shí)商量查找資料,當(dāng)查找資料后還有不明白的地方及時(shí)請(qǐng)教老師,咨詢(xún)同學(xué)。通過(guò)近兩周的學(xué)習(xí)研究終于完成了該設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中,由于本人知識(shí)的局限性,設(shè)計(jì)選擇了一些相對(duì)膚淺的設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)略顯不足,望老師多多批評(píng)指導(dǎo)。感謝和我一起努力奮斗的同學(xué)們,因?yàn)槟銈?,我的學(xué)習(xí)和生活過(guò)得精彩而又充實(shí)!再一次感謝劉榮榮劉老師和張芬張老師兩學(xué)期的辛勤教導(dǎo),讓我學(xué)會(huì)了PLC和MCGS組態(tài)軟件的相關(guān)知識(shí),使我能夠順利完成該課程設(shè)計(jì)最后,感謝所有關(guān)心我、幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友.文獻(xiàn)[1]:王芹.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用.天津大學(xué)出版社:楊歡,2008.**大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:智能儀器儀表課程設(shè)計(jì)姓名:***院(系):電氣信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí):自動(dòng)化09-2班學(xué)號(hào):540901010204指導(dǎo)教師:李銀華毋媛媛成績(jī):時(shí)間:2013年1月2日至2013年1月18日說(shuō)明1、課程設(shè)計(jì)進(jìn)行期間,學(xué)生應(yīng)按教學(xué)計(jì)劃,將每天的學(xué)習(xí)情況(包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、遇到問(wèn)題及解決辦法、心得體會(huì)等)如實(shí)進(jìn)行記錄。2、結(jié)束時(shí),根據(jù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和學(xué)習(xí)記錄書(shū)寫(xiě)報(bào)告。3、指導(dǎo)教師應(yīng)綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、報(bào)告內(nèi)容和實(shí)際操作情況等,給出評(píng)語(yǔ)和成績(jī)。課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)格式1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)用紙一律采用16開(kāi)幅面,有條件最好打印。打印正文用宋體小四號(hào)字;版面頁(yè)邊距:上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2cm;頁(yè)碼用小五號(hào)字底端居中;左邊裝訂。2、課程設(shè)計(jì)報(bào)告一般由以下幾部分組成:A.任務(wù)書(shū);B.目錄;C.正文;D.參考文獻(xiàn);E。附錄。3、報(bào)告正文撰寫(xiě)的題序?qū)哟胃袷?第一種第二種第一章(居中、小二號(hào)黑體字)1.(居中、小二號(hào)黑體字、)第一節(jié)(頂格、小三號(hào)黑體字)1.1(頂格、小三號(hào)黑體字)一(頂格、四號(hào)黑體字)1.1.1(頂格、四號(hào)黑體字)(一)(頂格、小四號(hào)黑體字)**大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)、班級(jí)自動(dòng)化09-2班學(xué)號(hào)04姓名***主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等:主要內(nèi)容:設(shè)計(jì)內(nèi)容參見(jiàn)附件基本要求:明確課程設(shè)計(jì)任務(wù),復(fù)習(xí)與查閱有關(guān)資料。按要求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明,總體設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)電路,使用計(jì)算機(jī)繪圖,畫(huà)出詳細(xì)的電路接線圖,列出元器件清單。電路圖要求工整、清楚、正確,并標(biāo)明管腳.軟件編程必須有流程圖,程序必須加注釋?zhuān)鞒绦蚨蔚拈_(kāi)始要注明該段功能和作用.寫(xiě)出體會(huì)和總結(jié)。要求使用B5打印稿或16開(kāi)紙手寫(xiě),不少于5000字.格式遵照學(xué)校規(guī)定。主要參考資料:“單片機(jī)與控制技術(shù)”楊寧主編,北京航空航天大學(xué)出版社?!皢纹瑱C(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)”(修訂版)周航慈主編,北京航空航天大學(xué)出版社?!半娮蛹夹g(shù)應(yīng)用"、“電子設(shè)計(jì)應(yīng)用”、“單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用"等期刊www。zlgm(單片機(jī)和元器件資料)www.ICBASE.com(元器件資料)www.edw.com。cn(電子產(chǎn)品世界)完成期限:2012年1月6日指導(dǎo)教師簽名:課程負(fù)責(zé)人簽名:2011年12月16日基于MSP320單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制器設(shè)計(jì)摘要一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng),將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新.隨著大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運(yùn)用,智能設(shè)備有了很大的發(fā)展,是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。基于MSP430單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)以MSP430F149單片機(jī)為路口控制核心、LED作為顯示、驅(qū)動(dòng)電路與部分模擬器件構(gòu)成的一種電子產(chǎn)品.MSP430F149單片機(jī)為控制核心,能實(shí)時(shí)的進(jìn)行控制;由于LED有高節(jié)能、安全性高、壽命長(zhǎng)、快速響應(yīng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),所以用作顯示很合理;74HC573驅(qū)動(dòng)電路用于對(duì)LED的驅(qū)動(dòng);此系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行,可用于各種十字路口,進(jìn)行自動(dòng)的交通控制,由于留有其它接口,可以很方便的進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)展。在本設(shè)計(jì)中充分利用了單片機(jī)內(nèi)部資源,涉及到了鍵盤(pán)控制、數(shù)碼管顯示、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串口通信等。關(guān)鍵字交通燈MSP430單片機(jī)數(shù)碼管目錄TOC\o"1—3"\h\uHYPERLINK\l"_Toc346111905”摘要PAGEREF_Toc346111905\h4HYPERLINK\l”_Toc346111906"1。系統(tǒng)設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc346111906\h61.1硬件系統(tǒng)框圖PAGEREF_Toc346111907\h6HYPERLINK\l”_Toc346111908"1.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc346111908\h61。2。1軟件系統(tǒng)主流程PAGEREF_Toc346111909\h6HYPERLINK\l”_Toc346111910”1.2.2程序設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc346111910\h7HYPERLINK\l"_Toc346111911”2.硬件系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc346111911\h8HYPERLINK\l"_Toc346111912"2.1MSP430最小系統(tǒng)PAGEREF_Toc346111912\h8HYPERLINK\l”_Toc346111913”2.2電源電路PAGEREF_Toc346111913\h9HYPERLINK\l"_Toc346111914"2.3數(shù)碼管顯示電路PAGEREF_Toc346111914\h92.4LED顯示電路PAGEREF_Toc346111915\h10HYPERLINK\l”_Toc346111916"3.軟件系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc346111916\h10HYPERLINK\l"_Toc346111917"3.1protel99概述PAGEREF_Toc346111917\h10HYPERLINK\l"_Toc346111918”3.2IARFOR430簡(jiǎn)介PAGEREF_Toc346111918\h113。3子任務(wù)流程PAGEREF_Toc346111919\h11HYPERLINK\l”_Toc346111920"4.系統(tǒng)測(cè)試PAGEREF_Toc346111920\h125.結(jié)論PAGEREF_Toc346111921\h12HYPERLINK\l"_Toc346111922”參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc346111922\h14附錄PAGEREF_Toc346111923\h151.系統(tǒng)設(shè)計(jì)1。1硬件系統(tǒng)框圖該系統(tǒng)由MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、按鍵電路、數(shù)碼管顯示電路、紅綠燈顯示電路組成.強(qiáng)大的處理能力MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī),采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)結(jié)構(gòu),具有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址)、簡(jiǎn)潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都可以參加多種運(yùn)算;還有高效的查表處理指令;有較高的處理速度,在8MHZ晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為125ns.這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序,完全可以滿足本系統(tǒng)的需要;與其他控制方法相比,所用器件可以說(shuō)是比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的。電源電路主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電,讓系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行.按鍵電路實(shí)現(xiàn)對(duì)一些時(shí)間和工作模式的轉(zhuǎn)換,很好的實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的功能。數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)對(duì)倒計(jì)時(shí)間的顯示功能,紅綠燈顯示電路實(shí)現(xiàn)十字路口紅黃綠之間的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)框圖如圖1所示,復(fù)位電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路MSP430單片機(jī)紅綠燈顯示電路2位LED數(shù)碼管顯示電路電源電路按鍵輸入電路圖1硬件系統(tǒng)框圖1.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2。1軟件系統(tǒng)主流程如圖2所示為軟件系統(tǒng)主流程圖:開(kāi)始初始化調(diào)用LED顯示子程序開(kāi)始初始化調(diào)用LED顯示子程序開(kāi)中斷返回調(diào)用時(shí)間顯示子程序1。2.2程序設(shè)計(jì)道口交通控制系統(tǒng)程序主要分為以下幾個(gè)模塊:初始化程序、主程序、鍵盤(pán)顯示和延時(shí).(1)初始化程序初始化程序主要完成的是對(duì)顯示初值以及定時(shí)器初值。(2)主程序主程序要負(fù)責(zé)總體程序管理功能,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換設(shè)定.由于采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示時(shí)間,因此主程序大部分時(shí)間要調(diào)用掃描顯示程序。鍵盤(pán)也加在主程序中了。(3)延時(shí)服務(wù)程序主要是在整個(gè)電路中,在動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間得用延時(shí)來(lái)保證數(shù)碼管亮足夠的時(shí)間。(4)顯示主要是對(duì)數(shù)碼管的顯示,讓人們能更準(zhǔn)確的看清時(shí)間,可以什么時(shí)間通過(guò)。在整個(gè)程序流程圖中,提高了系統(tǒng)的靈活性中斷任務(wù)主要進(jìn)行緊急情況處理,并保護(hù)當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng),以便于恢復(fù)。2.硬件系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì)2。1MSP430最小系統(tǒng)圖3MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3所示,MSP430最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路、JTAG等組成.MSP430單片機(jī)的64個(gè)引腳大致可分為4類(lèi):電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。MSP430系列單片機(jī)的中斷源較多,并且可以任意嵌套,使用時(shí)靈活方便.當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時(shí),用中斷請(qǐng)求講它喚醒只有6us。超低功耗MSP430單片機(jī)之所以有超低的功耗,是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷杭办`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。首先,MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1。8~3.6V電壓。因而可使其在1MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí),芯片的電流會(huì)在200~400uA左右,時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0。1uA。其次,獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì),在MSP430系列中有兩個(gè)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng):基本時(shí)鐘系統(tǒng)和鎖頻(FLL和FLL+)時(shí)鐘系統(tǒng)或DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)。有的使用一個(gè)晶體振蕩器(32768Hz),有的使用兩個(gè)晶體振蕩器。由系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生CPU和各功能所需的時(shí)鐘,并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下,打開(kāi)和關(guān)閉,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)總體功耗的控制。2.2電源電路圖4電源電路接入電路時(shí)(如圖5),P1為DC5V輸入接頭,D1二極管防止電源接反,對(duì)電路具有保護(hù)作用,ASM1117-3.3電源管理芯片輸出穩(wěn)定的+3.3V電壓。C6、C3、C5為濾波電容,實(shí)現(xiàn)高頻和低頻濾波。D2的發(fā)光二極管是電源指示燈。2。3數(shù)碼管顯示電路圖5數(shù)碼管顯示電路采用74HC573數(shù)據(jù)鎖存器,對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng),同時(shí)還具有數(shù)據(jù)所存作用,方便程序設(shè)計(jì)。采用兩個(gè)獨(dú)立的共陽(yáng)極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)間的顯示。兩PNP三極管實(shí)習(xí)對(duì)數(shù)碼管的為控制還具有驅(qū)動(dòng)功能.C9和C10兩個(gè)電容實(shí)現(xiàn)對(duì)電源高頻和低頻的濾波作用,保證鎖存器的電源穩(wěn)定。2。4LED顯示電路圖6紅綠燈顯示電路由于LED有高節(jié)能、安全性高、壽命長(zhǎng)、快速響應(yīng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),所以用作顯示很合理,特別是室外運(yùn)作,LED更有優(yōu)勢(shì)。采用灌電流的輸出方式,提高了了電流驅(qū)動(dòng)能力,保證了LED燈的亮度。3.軟件系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)3.1protel99概述(1)將電原理圖編輯(Schemat(yī)icEdit)、印制電路板設(shè)計(jì)(PCB)、可編程邏輯器件PLD設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線(Route)、電路模擬/仿真(Sim)等功能有機(jī)地結(jié)合在一起,是真正意義上的EDA軟件,智能化、自動(dòng)化程度高.(2)支持由上到下或由下到上的層次電路設(shè)計(jì),使Protel98能夠完成大型、復(fù)雜的電路設(shè)計(jì).(3)當(dāng)電原理圖中的元件來(lái)自仿真元件庫(kù)時(shí),可以直接對(duì)電原理圖中的電路進(jìn)行仿真測(cè)試。(4)提供ERC(電氣法則檢查)和DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查),最大限度地減少設(shè)計(jì)差錯(cuò).(5)庫(kù)元件的管理、編輯功能完善,操作非常方便.通過(guò)基本的作圖工具,即可完成原理圖用元件電氣圖形符號(hào)以及PCB用元件封裝圖形的編輯、制作。(6)全面兼容TANGO及ProtelforDOS,即在Protel98中可以使用、編輯TANGO或低版本Protel建立的文件,并提供了與OrCAD格式文件轉(zhuǎn)換功能。(7)Schematic和PCB之間具有動(dòng)態(tài)鏈接功能,保證了原理圖與印制板的一致性,以便相互檢查、校驗(yàn)。(8)具有連續(xù)操作功能,可以快速地放置同類(lèi)型元件、連線等。3。2IARFOR430簡(jiǎn)介IARSystems是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)的供應(yīng)商.公司成立于1983年,迄今已有27年,提供的產(chǎn)品和服務(wù)涉及到嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試的每一個(gè)階段,包括:帶有C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和中間件、開(kāi)發(fā)套件、硬件仿真器以及狀態(tài)機(jī)建模工具。國(guó)內(nèi)普及的MSP430開(kāi)發(fā)軟件種類(lèi)不多,主要有IAR公司的EmbeddedWorkbenchforMSP430(簡(jiǎn)稱(chēng)EW430)和AQ430。目前IAR的用戶居多。IAREW430軟件提供了工程管理,程序編輯,代碼下載,調(diào)試等所有功能,并且軟件界面和操作方法與IAREWforARM等開(kāi)發(fā)軟件一致,因此,學(xué)會(huì)了IAREW430,就可以很順利的過(guò)度到另一種新處理器的開(kāi)發(fā)工作。3.3子任務(wù)流程在本設(shè)計(jì)中有兩個(gè)任務(wù)和一個(gè)中斷,任務(wù)0創(chuàng)建了兩個(gè)任務(wù),任務(wù)1用于對(duì)紅綠燈的驅(qū)動(dòng)控制與計(jì)時(shí);任務(wù)2用于LED顯示驅(qū)動(dòng)器。兩個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行,相互滲透;任務(wù)1計(jì)時(shí)改變當(dāng)前的倒計(jì)時(shí)Time,而任務(wù)2進(jìn)行當(dāng)前Time的顯示;同時(shí)還進(jìn)行中斷控制,提高了系統(tǒng)的靈活性,在本系統(tǒng)中,中斷與兩個(gè)任務(wù)實(shí)時(shí)進(jìn)行,并行執(zhí)行。中斷任務(wù)主要進(jìn)行緊急情況處理,并保護(hù)當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng),以便于恢復(fù)。在處理緊急情況時(shí),所有方向的紅燈都亮10S。處理結(jié)束時(shí),恢復(fù)到處理之前的狀態(tài),并繼續(xù)執(zhí)行交通控制。任務(wù)1初始化任務(wù)1初始化模式0南北綠燈,東西紅燈模式0南北綠燈,東西紅燈南北黃燈閃爍,東西紅燈模式1南北黃燈閃爍,東西紅燈模式1南北紅燈,東西綠燈模式2南北紅燈,東西綠燈模式2南北紅燈,東西黃燈閃爍模式3南北紅燈,東西黃燈閃爍模式3中斷進(jìn)入恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)模式4模式4圖7任務(wù)1流程任務(wù)1用于對(duì)紅綠燈的驅(qū)動(dòng)控制與計(jì)時(shí),改變當(dāng)前的倒計(jì)時(shí)Time(如圖7)。任務(wù)2主要進(jìn)行LED顯示,通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行2位LED顯示.4.系統(tǒng)測(cè)試基于MSP430單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了:(1)南北綠燈時(shí),東西紅燈(30S);(2)南北黃燈閃爍(3S),東西紅燈;(3)南北紅燈,東西綠燈(30S);(4)南北紅燈,東西黃燈閃爍(3S);倒計(jì)時(shí)顯示用2位LED顯示;有緊急情況處理機(jī)制,當(dāng)緊急情況觸發(fā)時(shí),所有方向亮紅燈(10S);緊急情況處理后,可以恢復(fù)到緊急情況處理這前的狀態(tài),即現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。在整個(gè)測(cè)試中,運(yùn)行正常無(wú)異常.5.結(jié)論經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力,我終于完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)《基于MSP430單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)》。從接受到這個(gè)課題到逐步的完成,每一步的完成對(duì)我來(lái)說(shuō)都有著新的體會(huì)。在大學(xué)期間,這是給我的最大的一個(gè)挑戰(zhàn)。從拿到這個(gè)題目開(kāi)始,到收集這方面的資料,一步一步的逐步完善自己的方案設(shè)計(jì),在這個(gè)過(guò)程中可以說(shuō)自己收獲了很多,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自身知識(shí)的不足,我們必須具備一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),才能成功的設(shè)計(jì)出一件合格的東西.當(dāng)然最重要的是學(xué)到了關(guān)于基本MSP430的一些基本應(yīng)用,同時(shí)也加深了對(duì)一些常用電路的了解及設(shè)計(jì)方法。但是其中遇到的問(wèn)題也不少,因?yàn)槲覀冎皩W(xué)的都是51單片機(jī),現(xiàn)在著手做MSP430的芯片,這是一個(gè)很有難度和挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì),所以很多的內(nèi)容都是需要自己去自學(xué)的,比如有些MSP430的芯片和引腳問(wèn)題不懂的時(shí)候就可以試著去參考51單片機(jī)的,兩者相比較一下,一些問(wèn)題就能迎刃而解,這也是一種很好的學(xué)習(xí)方法。通過(guò)這一階段的畢業(yè)設(shè)計(jì),我受益匪淺,不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力,而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)?;仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì),是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)很好的總結(jié).參考文獻(xiàn)[1]姜志海.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]。北京:電子工業(yè)出版社,2005.7。27-71[2]龍脈工作室.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)大全[M]。北京:人民郵政出版社,2008.9.240-500[3]彭為黃科雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.5.246-273[4]謝維成.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]。北京:清華大學(xué)出版社,2009.2。11-26附錄部分程序源碼***********************************************************************設(shè)計(jì)者:***——-—-—-—-----———--—-—---———-—-—-—設(shè)計(jì)時(shí)間:2013年1月7日***********************************************/typedefunsignedcharuchar;typedefunsignedintuint;//宏定義#defineDUAN_OFFP5OUT|=BIT2#defineDUAN_ONP5OUT&=~BIT2#defineSHI_OFFP5OUT|=BIT0#defineSHI_ONP5OUT&=~BIT0#defineGE_OFFP5OUT|=BIT1#defineGE_(tái)ONP5OUT&=~BIT1#definekeyin(P1IN&0x0f)#include〈msp430x14x.h〉//數(shù)碼管7位段碼:0—-fucharscandata[16]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};/********************設(shè)置全局變量********************/ucharnum,numx,shi,ge,stat(yī)e;/********************子函數(shù)聲明********************/voiddisplay_shu(ucharshi,ucharge);voiddisplay_led();voiddelayms(uintxms);/********************主函數(shù)********************/voidmain(void){WDTCTL=WDT_ADLY_1000;//設(shè)置內(nèi)部看門(mén)狗工作在定時(shí)器模式,1s中斷一次IE1|=WDTIE;//使能看門(mén)狗中斷TACCR0=50000;//設(shè)置定時(shí)器初值,設(shè)定黃燈閃爍頻率為2HzTBCCR0=50000;TACTL=TASSEL_2+MC_1;//設(shè)置定時(shí)器時(shí)鐘為SMCLK,遞增方式為連續(xù)方式TBCTL=TBSSEL_2+MC_1;P1IES=0x01;//設(shè)置P1.0為下降沿中斷P1IE=0x0f;//打開(kāi)PI口外部中斷使能P2DIR=0xff;//設(shè)置P2、P4、P3、P5的IO方向?yàn)檩敵觯?DIR=0xff;P4DIR=0xff;P5DIR=0xff;P2OUT=0xff;//設(shè)置P4,P5的輸出初值,關(guān)閉數(shù)碼管和交通燈P3OUT=0xff;P4OUT=0xff;P5OUT=0xff;_EINT();//打開(kāi)全局中斷while(1)//循環(huán){display_shu(shi,ge);display_led();}}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):display_shu功能:讓數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)間參數(shù):shi,ge返回值:無(wú)********************************************/voiddisplay_shu(ucharshi,ucharge){DUAN_ON;//打開(kāi)鎖存器,送入十位段選信號(hào)P5OUT=scandata[shi];GE_OFF;//關(guān)閉個(gè)位數(shù)據(jù),顯示十位數(shù)據(jù)SHI_ON;delayms(5);//延時(shí)DUAN_ON;//打開(kāi)鎖存器,送入個(gè)位段選信號(hào)P5OUT=scandata[ge];DUAN_OFF;SHI_OFF;//關(guān)閉十位數(shù)據(jù),顯示個(gè)位數(shù)據(jù)GE_ON;delayms(5);//延時(shí)}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):display_led功能:讓數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)間參數(shù):無(wú)返回值:無(wú)********************************************/voiddispay_led(){if(num==0&&state==0){P2OUT&=~(BIT4+BIT5+BIT6+BIT7);//東西方向綠燈,南北方向紅燈P2OUT|=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3;state++;}if(num==5&&state==1){P2OUT&=~(BIT4+BIT5);//東西方向黃燈,南北方向紅燈P2OUT|=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3+BIT6+BIT7;TACCTL0=CCIE;//打開(kāi)定時(shí)器A中斷,東西方向黃燈閃爍stat(yī)e++;}if(num==0&&state==2){P2OUT&=~(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);//東西方向紅燈,南北方向綠燈P2OUT|=BIT4+BIT5+BIT6+BIT7;state++;}if(num==5&&state==3){P2OUT&=~(BIT0+BIT1);//東西方向紅燈,南北方向黃燈P2OUT|=BIT2+BIT3+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7;TBCCTL0=CCIE;//打開(kāi)定時(shí)器B中斷,南北方向黃燈閃爍state=0;}}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):delayms功能:實(shí)現(xiàn)毫秒延時(shí)參數(shù):xms返回值:無(wú)********************************************/voiddelayms(uintxms){uinttmp;for(tmp=1000*xms;tmp〉0;tmp--);}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):wat(yī)chdog_timer功能:看門(mén)狗中斷服務(wù)函數(shù),設(shè)置顯示時(shí)間和位數(shù)參數(shù):無(wú)返回值:無(wú)********************************************/#pragmavector=WDT_VECTOR__interruptvoidwatchdog_timer(void){num--;if(num==0)num=numx;shi=num/10;ge=num%10;}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):TIMERA0_VECTO(shè)R功能:定時(shí)器A中斷服務(wù)函數(shù),實(shí)現(xiàn)東西方向黃燈閃爍參數(shù):無(wú)返回值:無(wú)********************************************/#pragmavector=TIMERA0_VECTOR__(dá)interruptvoidTimer_A(void){P3OUT^=BIT0+BIT1;//東西方向黃燈閃爍}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):TIMERB0_VECTO(shè)R功能:定時(shí)器B中斷服務(wù)函數(shù),實(shí)現(xiàn)南北方向黃燈閃爍參數(shù):無(wú)返回值:無(wú)********************************************/#pragmavector=TIMERB0_VECTOR__(dá)interruptvoidTimer_B(void){P3OUT^=BIT2+BIT3;//南北方向黃燈閃爍}/*******************************************函數(shù)名稱(chēng):PORT1_ISR功能:P1端口的中斷服務(wù)函數(shù)參數(shù):無(wú)返回值:無(wú)********************************************/#pragmavector=PORT1_VECTOR__(dá)interruptvoidPORT1_ISR(void){P4OUT=0xff;//關(guān)閉數(shù)碼管時(shí)間顯示。if(keyin==0x0f)//如果有按鍵被按下{delayms(2);//延時(shí)去抖動(dòng)if(keyin==0x0f){while(keyin!=0x0f);//等待按鍵放開(kāi)if(keyin==0x0e)//如果是增加按鍵按下,增加時(shí)間數(shù),但不超過(guò)60秒{numx++;if(numx==61)numx=60;}if(keyin==0x07)//如果是減少鍵按下,減少時(shí)間數(shù),但不低于20秒{numx—-;if(numx==19)numx=20;}if(keyin==0x0d)//如果是自動(dòng)鍵按下,退出中斷,轉(zhuǎn)向自動(dòng)模式{P1IFG=0;}}}}***********************************************************************課程設(shè)計(jì)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論