一、 緒論
（一）任務**
隨著我國經濟建設的快速發展，國內各地城鎮景觀照明也發生了變化，霓虹燈產業發展迅速，據不完全統計，全國霓虹燈企業已逾幾千家，年總產值超過30億元人民幣，出口創匯方面也有不錯的業績。 中國社會主義市場經濟的不斷繁榮和發展，西部大開發、振興東北經濟、長三角、珠三角東西互動、各地旅遊、商貿、餐飲及文化娛樂事業日益繁榮，越來越多的城市已將亮化、美化工程列入城市建設發展規劃，霓虹燈已成為不可缺少的夜間文化，夜間霓虹燈廣告也成為不可缺少的**，霓虹燈行業迎來乙個新的發展機遇。各企業為宣傳自己企業的形象和產品, 樹立自己的特色品牌，增強自己在社會的影響力和擴大市場的占有率，均採用廣告宣傳的手法之一--霓虹燈廣告屏來實現。
夜幕降臨華燈初上時，我們走在大街上，馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告均可以見到,一種是採用霓虹燈管做成的各種形狀和多中彩色的燈管,另一種為日光燈管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語或宣傳畫來達到宣傳的效果。這些燈的亮滅，閃爍時間及流動方向等均可以通過plc來達到控制的要求。21世紀的今天中國霓虹燈企業不斷地走進國際舞台，產品遠銷歐美等國際市場，在國際這個大舞台上扮演著越來越重要的角色。
（二）方案對比與選擇
1.用微控制器實現該方案時有以下缺點和不足：
首先，微控制器實現該方案所需要的外圍電路多，工作量相當於plc較大；
其次，它的可靠性以及抗干擾性也顯然不如plc；
再次，它的中斷優先順序不明確，相對於plc而言用起來較複雜；
最後，它的配套設施和功能沒有可程式設計控制器plc完善。
2.用可程式設計控制器plc優勢是很明顯的
（1）可靠性高，抗干擾能力強 ：
（2）配套齊全，功能完善，適用性強 ；
（3）系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 ；
（4）體積小，重量輕，能耗低 。
綜上所述，我選擇用plc控制器製作彩燈廣告屏。
（三）plc簡介
1. plc的產生
20世紀20年代起，人們把各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關係連線起來組成控制系統，控制各種生產機械，這就是大家熟悉的傳統的繼電器控制系統。由於它結構簡單、容易掌握、**便宜，能滿足大部分場合電氣順序邏輯控制的要求，因而在工業控制領域中一直佔據主導地位。但是繼電接觸器控制系統具有明顯的缺點：
裝置體積大、可靠性差、動作速度慢、功能弱。難於實現較複雜的控制；特別是由於它是靠硬連線線邏輯構成的系統，接線複雜煩瑣，當生產工藝或對需要改變時，原有的接線和控制櫃就要更換，所以通用性和靈活性較差。
到20世紀60年代，由於小型計算機的出現和大規模生產的發展，人們曾試圖用小型計算機來實現工業控制的要求；但由於**高，輸入、輸出電路訊號及容量不匹配、程式設計技術複雜等原因，一直未能得到推廣應用。
2023年美國數字裝置公司（dec）根據美國通用汽車公司（gm）對新的汽車流水線控制系統提出的具體要求，研製開發出世界上第一台可程式設計序控制器，並在gm公司汽車生產線上應用成功。這是世界上第一台可程式設計序控制器，型號為pdp-14。人們把它稱做可程式設計序控制器（plc，programmable logic controller）,簡稱plc。
隨著微電子技術的發展，20世紀70年代中期出現了微處理器和微型計算機，人們將微機技術應用到plc中，使得它更多地發揮計算機的功能，不僅用邏輯程式設計取代了硬連線邏輯，還增加了運算、資料傳送和處理等功能，使其真正成為一種電子計算機工業控制裝置。
2. plc的定義
plc一直在飛速發展中，因此到現在為止，還未能對其下乙個十分確切的定義。國際電工委員會（iec）曾於2023年11月頒發了可程式設計序控制器標準草案第一稿，2023年1月發表了第二稿，2023年2月頒布了第三稿。終稿中對可程式設計控制器的定義是：
「可程式設計序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境而設計。它採用可程式設計序的儲存器，用來在其內部儲存邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種型別的機械或生產過程；而有關的外圍裝置，都應按易於與工業系統連成乙個整體，易於擴充其功能的原則設計」。
3. plc的應用
初期的plc主要在以開關量居多的電氣順序控制系統中使用，但在20世紀90年代後，plc也被廣泛地在流程工業自動化系統中使用，一直到現在的現場匯流排控制系統，plc更是其中的主角，起應用面越來越廣。plc被廣泛使用，起主要原因是：
（1） **越來越低由於微處理器晶元及有關元件的**大大下降，使得plc的本下降；
（2）功能越來越強隨著計算機、晶元、軟體、控制等技術的飛速發展也使得plc的功能大大增強。它不僅能更好地完成原來得心應手的順序邏輯控制任務，也能處理大量的模擬量，解決複雜的計算和通訊聯網問。
（3）與時俱進的發展在當前最熱的現場匯流排控制系統中，主站和幾乎都有plc的身影，plc的通訊技術又往前發展了一大步。現在開放式、標準化的plc也已走到前台，為適應現在和未來自動化技術的發展要求做好了準備。
目前，世界上有200多廠家生產300多品種plc產品，應用在汽車、糧食加工、化學/製藥、金屬/礦山、紙漿/造紙等行業。plc的主要應用範圍通常可分成以下幾種：
a.中小型單機電氣控制系統：這是plc應用最廣泛的領域，例如塑料機械、印刷機械、包裝機械、組合機車、磨床、電鍍流水線及電梯控制等。
這些裝置對控制系統的要求大都屬於邏輯順序控制，所以這也是最適合plc的使用領域。在這裡plc用來取代傳統的繼電器順序控制，應用於單機控制、多機群控等。
b.製造業自動化：製造業是典型的工業型別之一，在該領域主要對物體進行品質處理、形狀加工、組裝，以位置、形狀、力、速度等機械量和邏輯控制為主。
由於plc效能的提高和通訊功能的增強，使得它在製造業領域中的大型控制系統中也佔絕對主導的地位
c.運動控制：為適應高精度的位置控制，現在的plc製造商為使用者提供了功能完善的運動控制功能。
現在工業自動化領域基於plc的運動控制系統和其他的控制手段相比，功能更強、裝置體積更小、**更低、速度更快、操作更方便。
d.流程工業自動化：流程工業是工業型別中的重要分支，如電力、石油、化工、造紙等，其特點是對物體（氣體、液體為主）進行連續加工。
過程控制系統中以壓力、流量、溫度、物位等引數進行自動調節為主，大部分場合還有防爆要求。
4. plc的系統組成
(1). plc的結構
plc的型別繁多，功能和指令系統也不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出介面、電源擴充套件器介面和外部裝置介面等幾個主要部分組成。plc的硬體系統結構如下圖所示：
圖1 plc的硬體系統結構圖
(2) plc的各組成元素的構成及功能
a、cpu的構成及功能------cpu是plc的核心，起神經中樞的作用，主要由運算器、控制器、暫存器及實現它們之間聯絡的資料、控制及狀態匯流排構成，cpu單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。每套plc至少有乙個cpu，它按plc的系統程式賦予的功能接收並存貯使用者程式和資料，用掃瞄的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或資料，並存入規定的暫存器中，同時，診斷電源和plc內部電路的工作狀態和程式設計過程中的語法錯誤等。進入執行後，從使用者程式儲存器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制訊號，去指揮有關的控制電路。
b、i/o模組------ plc與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模組整合了plc的i/o電路，其輸入暫存器反映輸入訊號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模組將電訊號變換成數碼訊號進入plc系統，輸出模組相反。
i/o種類有開關量輸入（di），開關量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等。
c、記憶體---------記憶體主要用於儲存程式及資料，是plc不可缺少的組成單元。不同機型的plc期記憶體大小也不盡相同，除主機單元的已有的記憶體區外，大部分機型還可根據使用者具體需要加以擴充套件。
d、電源模組-------plc電源用於為plc各模組的積體電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24v的工作電源。電源輸入型別有：
交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vac
e、底板或機架-------大多數模組式plc使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模組間的聯絡，使cpu能訪問底板上的所有模組，機械上，實現各模組間的連線，使各模組構成乙個整體。
f、plc系統的其它裝置------i) 程式設計裝置：程式設計器是plc開發應用、
監測執行、檢查維護不可缺少的器件，用於編寫程式、對系統作一些設定、監控plc及plc所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制執行。某些plc也配有手持型程式設計器，目前一般由計算機（執行程式設計軟體）充當程式設計器。ii) 人機介面：
最簡單的人機介面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸控螢幕）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（執行組態軟體）充當人機介面也非常普及。iii)輸入輸出裝置：用於永久性地儲存使用者資料，如eprom、eeprom寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，印表機等。
g、plc的通訊聯網--------依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理資料。因此，網路在自動化系統整合工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。 plc具有通訊聯網的功能，它使plc與plc 之間、plc與上位計算機以及其他智慧型裝置之間能夠交換資訊，形成乙個統一的整體，實現分散集中控制。
多數plc具有rs-232介面，還有一些內建有支援各自通訊協議的介面。 plc的通訊，還未實現互操作性，iec規定了多種現場匯流排標準，plc各廠家均有採用。對於乙個自動化工程(特別是中大規模控制系統)來講，選擇網路非常重要的。
首先,網路必須是開放的，以方便不同裝置的整合及未來系統規模的擴充套件；其次，針對不同網路層次的傳輸效能要求，選擇網路的形式，這必須在較深入地了解該網路標準的協議和機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統成本、裝置相容性、現場環境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網路標準。
彩燈控制器 一
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彩燈控制器二
一 設計題目及要求 要求 1 有八隻led，l0 l7 2 顯示順序如下表 3 顯示間隔為0.25s，0.5s，1s，2s可調 二 設計過程及內容 包括總體設計的文字描述，即由哪幾個部分 構成的，各個部分的功能及如何實現方法 主要模組比較詳盡的文字描述，並配以必要的 加以說明，但 數量無需太多 1 ...
數電課設彩燈控制器
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