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1、本科生毕业论文（设计）基于PLC实现的电子计算器设计姓 名： 向雄伟 指导教师： 鲍 婕 院 系： 信息工程学院 专 业： 自 动 化 学 号： 20806062042 提交日期： 2012年4月23日 目录中文摘要4英文摘要51引言6 1.1 课题来源6 1.2 电子计算器的发展6 1.2.1 电子计算器的起源6 1.2.2 电子计算器的构成7 1.2.3 电子计算器的分类8 1.3 PLC简述9 1.4 OMRON系列PLC9 1.4.1 数据传送指令10 1.4.2 四则运算指令10 1.4.3 七段译码指令12 2 控制要求及设计要求12 2.1 控制要求12 2.2 设计要求13 2
2、.3 方案对比133 硬件结构图和模块设计14 3.1 数字键盘连接14 3.2 程序流程图14 3.3 模块设计16 3.3.1 按键模块设计16 3.3.2 显示模块设计16 3.3.3 运算程序和清屏显示设计184 程序编写18 4.1 PLC选定18 4.2 I/O点分配18 4.3 外部接线图18 4.2 梯形图编写19 4.2 指令编写245 性能分析25 5.1 程序测试25 5.2 结果分析266 课题总结及展望26 6.1课题总结26 6.2 课题展望27参考文献28致谢29基于PLC实现的电子计算器设计指导老师：鲍婕（黄山学院信息工程学院，黄山，安徽 245041）摘要：在
3、人们日常生活中，买东西、记账、学习等等，凡是与数有关的，我们都可以用到计算器，可见计算器真的很重要。本文中基于PLC设计的电子计算器比传统计算器更可靠，更方便，性能更好，更容易适应当今高速发展的社会，大大方便了人们的生活。这次设计中，将选用OMRON系列PLC，通过梯形图和编程指令两种手段来实现简易计算器的加减乘除功能。论文中，对计算器的发展、计算器的控制及设计要求、PLC的选定及其有关知识、硬件结构的连接及相关模块设计、软件流程图的设计、梯形图和编程指令的编写、系统的测试及有关结果进行详细阐述。基于PLC设计的电子计算器能够完成简单的加减乘除功能，并能够用七段数码管显示相应的数字及结果，同时
4、也能指示相应的运算类型。关键词：电子计算器，PLC，OMRON，梯形图，指令表The design of electronic calculator based on PLCDirector：Xiang XiongWei Associate Director：Bao Jie(huangshan college information engineering institute, huangshan, anhui245041)Abstract: In daily life, shopping, billing, learning and so on, all related to the num
5、ber, calculator is used, so, calculator is really important. In this design, the electronic calculator based on PLC will be used more convenient and accurate than the traditional calculator. It will have better performance and be easier to adapt to the current society which is developing fast. Of co
6、urse, peoples lives are facilitated greatly because calculator.This design will be chosen OMRON series and be used two means, the ladder diagram and programming instructions, to design a simple calculator which can achieve these functions, such as addition, subtraction, multiplication and division.
7、This paper is expounded in detail on the development of calculator, the computer control and design requirements, the PLC selected and the relevant knowledge of PLC, the hardware structure and the module design, the flow chart of software design, the ladder diagram and programming instructions prepa
8、ring and the system testing and related results. The electronic calculator which is based on the design of the PLC is able to complete these simple functions, such as addition, subtraction, multiplication and division. This design not only can use the seven digital tube display the corresponding fig
9、ure and result, but also can indicate the corresponding arithmetic type.Key Words: electronic calculator, PLC, OMRON, Ladder diagram, Instruction list1 概述1.1 课题来源人们在日常生活中，算工数、看时间、量温度要计数，清点人数、记录成绩要计数，统计产品、了解生产情况要计数，、，总之，人们做任何事情都应心中有数，广义的讲就是计算，所以计算是十分重要的概念。我国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充
10、当材料的约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带直到今天仍在使用的珠算盘，是我国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的纳皮尔算筹，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会
11、使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直要到1950年代末才有电子计算器的出现。1计算器是人们日常工作和学习生活中的常用工具，人们利用它代替了许多位数的复杂计算，包括加减乘除和其他运算。尤其袖珍式液晶显示电子计算器具有计算迅速、准确、操作简单、容易掌握、轻便、耗电省等优点，因此，越来越受到人们的欢迎和使用2。它的需求广泛，在计算器的发展上存在着很大的空间和市场意义，这就给我的设计带来了意义。我这次设计的电子计算器是基于PLC来制作完成的，该计算器将采用梯
12、形图编写来实现4位数范围内的加减乘除基本的四则运算。PLC是一个可进行数模、模数转换，可进行定位控制等一个功能强大的工业控制器，具有高可靠性，以它为基础制作的计算器将具有很高的可靠性。1.2 电子计算器的发展1.2.1 电子计算器的起源电子计算器是由电子计算机发展过来的。世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，由宾州大学莫奇来博士和他的学生爱克特设计。这部机器使用了18800个真空管，长50英尺，宽30英尺， 占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算，运作了九年之久。由於吃电很凶， 据传ENIAC每次
13、一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色，当时制作它的目的是用来计算炮弹弹道。3随着电子工业的迅速发展，为电子计算机提供了一代比一代更有效、更可靠、体积更小的元件。于是便制成了越来越先进的电子计算机，例如，半导体代替了电子管，集成电路又代替了半导体，大规模集成电路取代集成电路，并且正向着超大规模集成电路发展。1971年，作为电子计算机的一个分支，世界上第一部袖珍电子计算器由美国加利福尼亚州英特尔公司的年轻工程师小霍夫研制成功4。此后，美、日、德、英、法等国相竟发展袖珍计算器，从此电子计算器走上了不断发展的康庄大道。现在的计算器的发展在其设计上普遍追寻用简单经济的技术芯片实现功能齐全的市场产品
14、，如日本卡西欧系列科学计算器、佳能WS，信发TR 12位数电子计算器，国外电子计算器正向着智能化、高精度，小体积方向发展。中国近年来，电子计算器的发展也比较迅速，不少厂家推出了与卡西欧科学计算器功能类似的产品，如广州罗纳多计算器、深圳金泰富计算器等，一定程度上实现了计算器芯片的国产化。1.2.2 电子计算器的构成计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。低档计算器的运算器、控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算，其随机存储器只有一、二个单元，供累加存储用。高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序，有较多的随机存储单元
15、以存放输入程序和数据。键盘是计算器的输入部件，一般采用接触式或传感式。为减小计算器的尺寸，一键常常有多种功能。显示器是计算器的输出部件，有发光二极管显示器或液晶显示器等。除显示计算结果外，还常有溢出指示、错误指示等。计算器电源采用交流转换器或电池，电池可用交流转换器或太阳能转换器再充电。为节省电能，计算器都采用CMOS工艺制作的大规模集成电路，并在内部装有定时不操作自动断电电路。计算器可选用的外围设备有微型打印机、盒式磁带机和磁卡机等。 计算器这一小小的程序机器实际上是从计算机中割裂出来的衍生品，但因其方便快捷的操作模式，已经被广泛应用于商业等日常生活中，极大的方便了人们对于数字的整合运算。下面是一些计算器的图片：1.2.3 电子计算器的分类常见的计算器有三类： 算术型计算器可进行加、减、乘、除等简单的四则运算，又称简单计算器。
