编写高效稳定的计数程序步骤解析 (编写高效稳定工作方案)

编写高效稳定的计数程序步骤解析（编写高效稳定工作方案）

一、引言

在现代软件开发领域，编写高效稳定的计数程序对于保证软件性能、用户体验及数据安全具有重要意义。
本文将详细介绍如何编写高效稳定的计数程序，包括需求分析、设计、编码、测试及优化等关键步骤。

二、需求分析

1. 明确需求：在开始编写计数程序之前，首先要明确需求，如计数的对象（如用户点击、商品库存等）、计数的范围（全局计数还是特定条件下的计数）、计数的精度（实时计数还是定时计数）等。
2. 性能要求：根据应用场景，确定计数程序需要满足的性能要求，如处理速度、并发量、内存占用等。
3. 稳定性要求：保证计数程序的稳定性，确保在长时间运行过程中不会出错或崩溃。

三、设计

1. 架构设计：根据需求选择合适的架构，如微服务架构、分布式架构等。确保架构能够满足计数程序的可扩展性、可维护性和稳定性。
2. 数据结构：设计合适的数据结构来存储计数数据，如使用数据库、缓存等。选择合适的数据结构可以提高计数程序的效率和稳定性。
3. 算法选择：根据需求选择合适的算法来实现计数功能，如哈希表、计数器算法等。在选择算法时，要考虑其时间复杂度和空间复杂度。

四、编码

1. 编码规范：在编写计数程序时，遵循统一的编码规范，如变量命名、函数命名、注释等，以提高代码的可读性和可维护性。
2. 异常处理：在编写计数程序时，要充分考虑异常情况，如输入错误、网络故障等，通过合理的异常处理机制保证程序的稳定性。
3. 代码优化：在保证功能正确的前提下，对代码进行优化，如减少不必要的计算、避免内存泄漏等，以提高计数程序的性能。

五、测试

1. 单元测试：对计数程序中的每个模块进行单元测试，确保每个模块的功能正确。
2. 集成测试：将各个模块集成后进行测试，确保模块之间的协作正常，避免出现因模块间交互导致的错误。
3. 压力测试：通过模拟高并发、大数据量等场景，测试计数程序的性能是否满足需求。
4. 稳定性测试：长时间运行计数程序，检测程序是否会出现崩溃、数据丢失等问题，以确保程序的稳定性。

六、优化

1. 性能优化：根据测试结果，对性能瓶颈进行优化，如优化算法、调整数据结构等。
2. 稳定性优化：针对测试中发现的问题，对计数程序进行优化，如增加容错机制、优化异常处理等。
3. 监控与日志：部署监控机制，实时监控计数程序的运行状态，记录关键日志信息，以便在出现问题时能够快速定位和解决。
4. 持续改进：在程序运行过程中不断收集反馈，持续优化计数程序，提高其性能和稳定性。

七、部署与发布

1. 部署环境：选择合适的部署环境，如云计算平台、服务器等，确保计数程序能够稳定运行。
2. 发布流程：制定详细的发布流程，包括版本管理、回滚策略等，确保计数程序的发布过程稳定可靠。
3. 维护与升级：在程序发布后，定期进行维护和升级，解决潜在的问题，提高计数程序的性能和稳定性。

八、总结

本文详细介绍了编写高效稳定的计数程序的步骤解析，包括需求分析、设计、编码、测试、优化、部署与发布等环节。
在实际开发过程中，应根据具体情况灵活应用这些步骤，不断总结经验教训，持续优化计数程序，提高软件的性能和稳定性。

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什么是PLC?PLC有什么特点？

PLC控制系统，Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 是工业控制的核心部分。

PLC的特点

1、能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数，并能够在线监控运行过程；

2、:设备操作灵活方便，能够实现启动与暂停，自动与手动模式切换,计数与清零,气缸下压时间调整等；

3、螺丝的自动排放，送料，固定，由机器一次性自动完成，不需人工辅助；

4、高速的生产节拍，可实现单工位速度不低于 1-1.5 件/秒。定位精度高，位置误差不大于 0.02 毫米；

扩展资料：

21世纪，PLC控制器会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求.

从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。

目前的计算机集散控制系统DCS中已有大量的可编程控制器应用。 伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

PLC是什么

1、PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。 在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ”PLC的特点2.1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。 一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。 从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。 此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2.2配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。 加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 2.3易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 2.5体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 3. PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 3.1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 3.2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。 PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3.3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 3.4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。 PID处理一般是运行专用的PID子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3.5数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 3.6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 4. PLC的国内外状况世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。 限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。 20世纪70年代初出现了微处理器。 人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。 为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。 此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。 20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。 更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。 这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。 这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。 这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。 从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。 目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。 最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。 接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。 目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。 上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。 此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。 可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 5. PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。 从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。 目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。 伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 1 PLC基础知识1.1 PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。 传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。 个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。 在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 1.2 PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 1.3 CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。 进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。 内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。 CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。 但工作节奏由震荡信号控制。 运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。 寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 1.4 I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。 I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。 I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 1.5 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。 同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。 电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。 1.6 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 1.7 PLC系统的其它设备1.7.1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。 小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 也就是我们系统的上位机。 1.7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 1.8 PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。 因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观点说法。 PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。 2 PLC控制系统的设计基本原则2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。 2.2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。 2.3 保证控制系统安全可靠。 2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。 3 PLC软件系统及常用编程语言3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。 系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。 系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。 用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。 STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。 3.2 PLC提供的编程语言3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点3.2.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。 3.2.1.2 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。 3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。 3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。 3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。 3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。 3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。 4 STEP7程序的使用4.1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。 在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。 4.2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。 4.3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。 模板的特性也可以用参数进行赋值。 4.4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。 网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。 4.5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。 符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。 4.6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。 创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。 我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。 4.7 下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。 在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）, RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。 5 WINCC程序的使用5.1 简介，WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。 具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的操作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。 WINCC有两个版本RC版（具有组态和开发环境）、RT版（只有运行环境），我们一般使用的是RC版。 5.2 WINCC简单使用步骤5.2.1 变量管理，首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量，外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节，内部变量没有限制。 5.2.2 画面生成，进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。 也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。 可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。 5.2.3 报警记录设置，报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。 可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。 为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。 5.2.4 变量记录，变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。 5.2.5 报表组态，报表组态是通过报表编辑器来实现的。 是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。 5.2.6 全局脚本的应用，全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。 全局脚本动作用于过程执行的运行中。 一个触发可以开始这些动作的执行。 5.2.7 用户管理器设置，用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。 每建立一个用户，就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。 至多可分配999个不同的授权。 5.2.8 交叉表索引，交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处，例如变量、画面和函数等。 使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。 参考文献[1] 林小峰.可编程控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，1994[2] 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京：机械工业出版社，1994[3] 张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学工业出版社，2001.12[4] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.2004PLC，俗称“电力线上网”，英文全名为Power Line Communication，主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式1、主要特点① 结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。 ② 传输质量高、速度快、带宽稳定，可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。 最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。 ③ 范围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。 虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。 而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。 由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。 这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。 终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。 ④ 低成本。 充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。 无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。 相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。 目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。 ⑤ 适用面广。 PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。 它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。 PLC还有一种说法是:产品生命周期（product life cycle）观念，简称PLC，是把一个产品的销售历史比作象人的生命周期一样，要经历出生、成长、成熟、老化、死亡等阶段。 就产品而言，也就是要经历一个开发、引进、成长、成熟、衰退的阶段。 1、产品开发期：从开发产品的设想到产品制造成功的时期。 此期间该产品销售额为零，公司投资不断增加。 2、引进期：新产品新上市，销售缓慢。 由于引进产品的费用太高，初期通常利润偏低或为负数，但此时没有或只有极少的竞争者。 3、成长期：产品经过一段时间已有相当知名度，销售快速增长，利润也显著增加。 但由于市场及利润成长较快，容易吸引更多的竞争者。 4、成熟期：此时市场成长趋势减缓或饱和，产品已被大多数潜在购买者所接受，利润在达到顶点后逐渐走下坡路。 此时市场竞争激烈，公司为保持产品地位需投入大量的营销费用。 5、衰退期：这期间产品销售量显著衰退，利润也大幅度滑落。 优胜劣汰，市场竞争者也越来越少。

电子时钟开题报告

学生毕业设计开题报告书课题名称 基于单片机的电子时钟设计姓名 xx学号 xx班级 信息xx班专业 电子信息工程院系 信息工程学院指导教师 xxx一、选题依据1 课题的目的社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子时钟发展并且投入市场得到广泛应用。 2 课题意义二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。 电子时钟的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。 所以说电子时钟的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。 3 课题研究的背景 随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。 它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。 对于数字电子时钟采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。 该电路采用STC89C52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 二、基本内容及解决的主要问题 1 本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面：(1)选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。 (2)根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。 (3)在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。 (4)根据硬件电路图，在开发板上完成器件的焊接。 (5)根据设计的硬件电路，编写控制STC89C52芯片的单片机程序。 (6)通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。 (7)在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。 2 设计报告内容要求：(1)目的。 (2)设计指标。 (3)画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 (4)元器件清单。 (5)设计制作的进程考虑时钟及控制信号关系、测试、验证的顺序写出工作进程。 (6)画出各功能模块的电路图，加上原理说明(如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等)。 (7)画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线简化画法但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。 )(8)描述设计制作的数字钟的运行结果和操作。 (9)总结：设计过程中遇到的问题及解决办法，课程设计过程体会,对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。 3技术路线1)收集、查阅相关技术资料，消化吸收，融会贯通，形成多种方案，设想、并分析选择出较合理的方案。 2)对方案进行分析对比作出选择，选择的进行设计。 3)用proteus绘出工作原理图，设计出程序流程图。 4)运用软件工程设计理论及而向对象软件设计方法进行需求分析和详细设计。 采用标准化程度高、程序可移植好的语言，以使所开发的软件将来能够移植到不同的硬件环境下运行。 5)用统一标准的格式书写原程序清单，改进程序的可读性。 4 实验仪器、工具：1)5V电源(或实验箱)4个人合用1个。 2)四连面包板1块。 3)示波器2个(每班)4)万用表5个(每班)。 5)镊子1把。 6)剪刀1把。 5 实验器件:1)网络线2米/人。 2)共阴八段数码管6个。 3)CD4511集成块6块。 4)CD4060集成块1块。 5)74HC390集成块3块。 6)74HC51集成块1块。 7)74HC00集成块4块。 8)74HC30集成块1块。 9)10MΩ电阻5个。 10)500Ω电阻14个。 11)30p电容2个。 12)32.768k时钟晶体1个。 13)蜂鸣器10个(每班)。 三、设计步骤与进度安排(一)、功能模、设计指标：1.显示时、分、秒。 2.可以24小时制或12小时制。 3.具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。 校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。 4.具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。 5.为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。 (二)、设计要求：1.画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。 并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3.选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4.在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 制作要求： 自行装配、接线和调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和测量的数据分析问题所在，加以解决。 学生要解决的问题包括元器件和面包板故障引起的问题。 (三)、设计报告内容要求：1.目的。 2.设计指标。 3.画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。 4.元器件清单。 5.设计制作的进程，考虑时钟及控制信号的关系、测试、验证的顺序，写出自己的工作进程。 6.画出各功能模块的电路图，加上原理说明(如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等)。 7.画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画，关键的连接单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。 )8.描述设计制作的数字钟的运行结果和操作。 9.总结。 设计过程中遇到的问题及解决办法，课程设计过程体会，对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。 四、方法、措施 1.本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面：(1)选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。 (2)根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。 (3)在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。 (4)根据硬件电路图，在开发板上完成器件的焊接。 (5)根据设计的硬件电路，编写控制STC89C52芯片的单片机程序。 (6)通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。 (7)在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。 2.方案的论证与选择方案一：采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形显示多样清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。 方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。 方案三：采用LCD液晶显示屏 如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。 但液晶显示器价格较高且驱动电电路复杂，使用起来有一定的难度。 综上所述，LED数码管比较方便，但用液晶能更好的显示数据时间，所以扩展功能将数码管换做液晶。 3.设计经验总结：(1)要求学生根据原理和芯片引脚图，分功能设计原理图，并根据接线顺序分步骤验证。 (2)容易出现故障为接触不良。 a) 集成块引脚方向预先弯好对准面包板的金属孔，再小心插入。 b)导线的剥线长度与面包板的厚度相适应(比板的厚度稍短)。 c)导线的*线部分不要露在板的上面，以防短路。 d)导线要插入金属孔中央。 (3)按照原理图接线时首先确保可靠的电源和接地。 (4)注意芯片的控制引脚必须正确接好。 (5)检查故障时除测试输入、输出信号外，要注意电源、接地和控制引脚。 (6)注意芯片引脚上的信号与面包板上插座上信号是否一致(集成块引脚与面包板常接触不良)。 (7)为了便于测试，可将2Hz信号直接输入到各级计数器。 (8)接校时电路时可接模拟信号输入(如1Hz和2Hz)测试输出信号的切换正确后，再将秒进位和分进位信号接到校时电路，再接校时电路输出到分计数器和时计数器。 (9)从较时电路接入信号时，必须将原进位信号拔掉。 4.选题研究的主要内容：(1)系统设计主要包括显示部分和数字时钟模块设计、显示接口芯片的选择、串口通讯芯片的选择、电源模块的选择。 (2)系统软件设计(3) 系统调试和实验结果的测试 五、设计成果 在整个设计过程中，硬件方面主要设计了STC89C52单片机的最小系统、DS1302接口电路、DS18B20接口电路、闹钟及LCD显示;软件方面借助各个渠道的资料，主要设计了阳历数据读取程序、阳历转阴历程序、温度采集程序、闹铃程序以及LCD显示程序;系统的调试主要是通过一块STC89C52开发板，再借助于Keil、STC以及少许自己搭建的外围电路实现的;再此过程中，分步调试时显示出了阳历的日期及时间，还有实时温度，集中调试时没有达到预期效果。 此万年历具有读显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 六、主要参考文献[3][1]苏平.单片机的原理与接口技术[M].北京:电子工业出版社，2006：1-113.[2]左金生.电子与模拟电子技术[M].北京:电子工业出版社，2004：105-131.[3]马忠梅，籍顺心.单片机的C语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社， 2001年[4]楼然苗.单片机课程设计指导[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2007.7[5]朱思荣.51单片机实现公历与农历、星期的转换[Z].当当电子网[6]李广弟. 单片机原理及应用[M] 北京航空航天大学出版社,2004年 [7]王越明.电子时钟的设计[J].黑龙江科技信息，2004年备注：[1] 课题类型：产品设计类、工艺设计类、方案设计类等。 [2] 课题来源：教学科研、生产实际、社会实际、模拟等。 [3] 期刊文献：编号 作者.题名[J].刊名，年，卷(期):起止页码. 图书文献：编号 著者.书名[M].出版地：出版社，出版年：起止页码.