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表3-5电子钟显示内容与数值
3.4.2电子钟的显示控制要求
1.用四个七段数码管分别显示“时十位”、“时个位”、“分十位”和“分个位”。 2.用特殊继电器SM0.5提供秒脉冲 3.有“预置”和“校对”时间功能。
I/O分配：X0—运行开关，X1—预置按钮；Y0—A，Y1—B，Y2—C，Y3—D，Y4—E，Y5—F，Y6—G；Y7—“秒闪烁”指示；Y13—“时十位”显示，Y12—“时个位”显示，Y11—“分十位”显示，Y10—“分个位”显示。
COM端接线：COM1和COM2（Y0—Y7所对应的公共端）接24V直流电
源“+”极，COM3（Y10—Y13所对应的公共端）和COM接24V电源“-”极。
3.4.3电子钟的显示总体设计思想
为了减少输出点数和接线，可以将四个共阴数码管的阳极都用Y0—Y6来驱动，但让其依次轮班接通；四个数码管的阴极分别用Y10—Y13来同步控制其接通“-”极的时间，以期达到四个数码管轮番显示的目的。
3.4.4 电子钟的显示具体设计过程
1. 由特殊继电器SM0.5提供秒脉冲，用Y7输出。 2. 用计数器C0将秒脉冲变成分脉冲。 3. 用左移位指令[SHL-W]形成分个位左移码。 4. 用左移位指令[SHL-B]形成分十位左移码。 5. 用左移位指令[SHL-W]形成时个位左移码。 6. 用左移位指令[SHL-B]形成时十位左移码。
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7. 用左移位指令[SHL-B]安排四个数码管轮番接通。
8. 将四个左移位码分别译成七段数码管的字显示码，并考虑四个数码管轮番接通问题。
9.将数字显示码用Y0—Y6输出。
3.4.5 编程元的地址分配
表3-6 编程元件地址分配 编程元件 编程地址 M0.2 M0.3 M0.4 M1.0 M1.1 M1.2 M1.3 M1.4 M1.5 M1.6 M1.7 M2.0 M2.1 M2.2
符 号 M2 M3 M4 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M20 M21 M22 作 用 分钟十位显示移位脉冲 小时个位显示移位脉冲 小时十位显示移位脉冲 分钟个位显示“0” 分钟个位显示“1” 分钟个位显示“2” 分钟个位显示“3” 分钟个位显示“4” 分钟个位显示“5” 分钟个位显示“6” 分钟个位显示“7” 分钟个位显示“8” 分钟个位显示“9” 10分钟到信号 助继电器辅3.5 数字电子钟控制系统的方案
3.5.1 方案论证
目前常用的数字电子钟控制方法有①单片机控制②PLC控制。两种方式的控制原理基本相似，都是分别以各自的主控器件来完成门信号的采集、运行状态控制和设定，达到自动调节和控制运行的功能。本设计采用PLC控制方式，选用
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西门子S7--200PLC作控制器，继电器输出，时间显示用4个数码管,完成本设计要求的各项指标，实现数字电子钟的控制。
数字电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，PLC控制数字电子钟采用数码管显示。
3.5.2.控制要求
图3-7 七段数码管
开机时显示为00时00分。PLC的输出点分别接到七段数码管的Y0~Y6上。要显示数字只需要Y0~Y6有输出信号。例如，显示1只需Y1和Y2有信号输出，它的十进制常数为K6=1*2+1*4,即K6转换为二进制数正好满足要求。再把常数值K6由MOV指令传送到相应的数码管就可以显示数字了。
3.6 7段数码管的结构与工作原理
7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。
当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管。
7段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。
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（1）静态显示
所谓静态显示，就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。
静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU的时间，提高了CPU的工作效率；缺点是位数较多时，所需I/O口太多，硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方式——动态显示。 （2）动态显示
所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄 灭时的余辉效应，看到的却是多个字符“同时”显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位I/O口（称为扫描口或字位口），控制各位LED显示器所显示的字形也需要一个8位口（称为数据口或字形口）。
动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，CPU必须每隔一段时间执行一次显示子程序，这占用了CPU的大量时间，降低了CPU工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。
3.7本章小结
本章重点 熟悉集成电路的引脚安排特别要掌握CD4511，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。了解数字钟的组成和真值表以及7段数码管的结构与工作原理。
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第四章 数字显示电子钟软件设计
本章主要介绍了数字显示电子钟的程序设计和一些指令的含义。
4.1 数字显示电子钟的软件设计
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，如图3-1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执行计时程序。
开始 初始化 开中断 等待中断
图4-1 7段显示器主程序
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～
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