1、 时钟系统设计时钟系统设计 一、设计背景一、设计背景 近年来，随着电子产品的发展，人们对数字时钟的要求越来越高，本文针对人们的这 一需求，设计了一种有 PLC 控制的智能化数字时钟，功能强大，界面友好，更好的满足了人 们对它的智能化要求。随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传 统的时钟已不能满足人们的需求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变 化，有电子闹钟、数字闹钟等等。在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟 的功能及工作顺序都非常熟悉。但是却很少知道其他类型的内部结构以及工作原理。由 PLC 的 CPU 模块作为数字钟的核心控制器， 可以通过它
2、的时钟信号进行计时实现计时功能， 将其 时间数据经 PLC 的外部接口输出， 利用显示器显示出来。 通过开关可以进行定时、 校时功能。 输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。 时钟系统是一种用数字电路技术实现年、月、日、周、时、分、秒计时的装置，与机 械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得 到了广泛的使用。 此时钟系统是基于 PLC 技术的应运而设计的， 该系统包括了硬件电路部分 和程序实现部分。 二、设计目的二、设计目的及要求及要求 巩固PLC 技术课程学过的知识，加强理论与实践的联系。以西门子 S7-300 系列 PLC 为例，通过本课
3、程设计，达到了解硬件设备，熟悉 PLC 系统设计流程，灵活运用基本指令和 高级指令的目的。 时钟系统包含年、月、日、周、时、分、秒的显示和设置。为简化程序，不需要判断闰 年，即大月为 31 天，普通小月为 30 天，2 月为 28 天。系统分两种模式，由一个选择开关 进行切换。 1、 运行模式 初始运行，或上电时，系统默认为运行模式，系统按照一个默认初值运行时钟。 2、 修改模式 选择开关打到修改模式，系统时钟停止运行，进入修改状态。修改值由两个拨码开关输 入，可单独对年分进行修改并确定。修改完毕，打到运行模式，系统按照修改的时钟进行 运行。 系统设计部分要求： 两种模式由信号灯进行区别：绿灯
4、亮表示系统处于运行模式；红灯闪烁，闪烁频率为 0.5s 表示系统处于修改模式。 三三、设计内容、设计内容 1.1.硬件选型硬件选型 从使用的熟练程度和成本方面考虑， 在此使用的是实验室做PLC实验所使用的PLC型号。 经过老师的讲解和多次做实验，我对那些模块的内部工作方式和外部接口有了初步的了解， 所以我采用的是基于自己的个人的习惯。 在此说明， 实验室所使用的型号基本能满足一般的 实验要求和小型控制的要求，且实验室已经从成本方面考虑的型号的选择。 电源模块（PS） ： 名称：PS 307 5A 订货号：6ES7 307-1BA00-0AA0 电源模块描述： 120 / 230 VAC:24
5、VDC / 5 A CPU 模块(CPU)： 名称：CPU 313C-2 DP 订货号：6ES7 314-6CG03-0AB0 CPU 模块描述：Work memory 96KB; 0.1ms/1000 instructions; DI24/DO16; AI5/AO2 integrated; 4 pulse outputs (2.5kHz); 4 channel counting and measuring with incremental encoders 24V (60kHz); integrated positioning function; MPI+ DP connector (DP
6、master or DP slave); multi-tier configuration up to 31 modules; send and receive capability for direct data exchange; constant bus cycle time; routing; S7 Communication (loadable FBs/FCs); firmware V2.0 数字量输入输出模块(SM)： 名称：DI16xDC24V 订货号：6ES7 321-1BH01-0AA0 数字量输入输出模块描述：数字量输入模块 DI16 24 V，分成 16 组。 2.2.硬件电路硬件电路 CPU 模块是主要执行用户程序，同时还为 S7-300 背部总线（Back-Plane Bus）提供 5V 电源。在多 MPI 还能与其他 MPI 网络节点进行通信，对于专用 CPU 还有其他的功能。下图是 CPU 313C-2 DP 的内部电路原理图。 CPU 313C-2 DP 内部工作原理图 SM322 数字量输入/输出模块是在一块模块上同时具备输入和输出点
