基于PLC控制的丁字路口交通信號燈

1、心得體會通過這次畢業(yè)設(shè)計，我在老師的精心指導(dǎo)和嚴格要求下，得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理、PLC應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計有許多缺陷：（1）：因為自身的原因沒有更多的時間準備設(shè)計的內(nèi)容和整理資料使這次設(shè)計有些方面不完善。 （2）：由于沒有硬件的支持，只能在電腦上運行軟件部分，所以沒有太多的辦法證明硬件的可靠性。 我也通過這1個多星期的收集資料、復(fù)習(xí)課程、著手準備、熟悉流程到最后得出結(jié)論，使我學(xué)到了很多書本上原先沒有深究的東西，也通過查閱有關(guān)資料開

2、拓了視野，也學(xué)到了很多書本上沒有的東西?？傊?，通過這段時間和同學(xué)的共同努力下，終于完成了課程設(shè)計。在這期間有老師的耐心指導(dǎo)，自己的努力和同學(xué)的幫助，終于完成了課程設(shè)計。這也算是自己校園生活的一份答卷，希望不會令人失望！參考文獻1郁漢琪電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M.南京:東南大學(xué)出版社,2003. 2宋伯生 陳東旭.PLC應(yīng)用及實驗教程M.北京:機械工業(yè)出版社,2006. 3圖解PLC與電氣控制入門Z北京：人民郵電出版社.2008.94孫同景.PLC原理及工程應(yīng)用D. 北京:機械工業(yè)出版社,2008. 5鐘肇新.范建東.馮太合.可編程控制器原理及應(yīng)用M.廣州:華南理工大學(xué)出版社.2008.

3、6周波.胡修玉. 可編程控制器原理與應(yīng)用M.北京:國防工業(yè)出版社.2008. 附錄資料：不需要的可以自行刪除C語言中如何獲取時間？精度如何？1 使用time_t time( time_t * timer ) 精確到秒2 使用clock_t clock() 得到的是CPU時間精確到1/CLOCKS_PER_SEC秒3 計算時間差使用double difftime( time_t timer1, time_t timer0 )4 使用DWORD GetTickCount() 精確到毫秒5 如果使用MFC的CTime類，可以用CTime:GetCurrentTime() 精確到秒6 要獲取高精度時間

4、，可以使用BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency)獲取系統(tǒng)的計數(shù)器的頻率BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount)獲取計數(shù)器的值然后用兩次計數(shù)器的差除以Frequency就得到時間。7 Multimedia Timer FunctionsThe following functions are used with multimedia timers.timeBeginPeriod/timeEndPeriod/timeGetDevCaps/

5、timeGetSystemTime/*/用標準C實現(xiàn)獲取當前系統(tǒng)時間的函數(shù)一.time()函數(shù)time(&rawtime)函數(shù)獲取當前時間距1970年1月1日的秒數(shù)，以秒計數(shù)單位，存于rawtime 中。#include time.hvoid main ()time_t rawtime;struct tm * timeinfo;time ( &rawtime );timeinfo = localtime ( &rawtime );printf ( 007The current date/time is: %s, asctime (timeinfo) );exit(0);=#include -

6、必須的時間函數(shù)頭文件time_t - 時間類型（time.h 定義是typedef long time_t; 追根溯源，time_t是long）struct tm - 時間結(jié)構(gòu)，time.h 定義如下：int tm_sec;int tm_min;int tm_hour;int tm_mday;int tm_mon;int tm_year;int tm_wday;int tm_yday;int tm_isdst;time ( &rawtime ); - 獲取時間，以秒計，從1970年1月一日起算，存于rawtimelocaltime ( &rawtime ); - 轉(zhuǎn)為當?shù)貢r間，tm 時間結(jié)構(gòu)a

7、sctime （）- 轉(zhuǎn)為標準ASCII時間格式：星期 月 日 時：分：秒 年二.clock()函數(shù),用clock()函數(shù)，得到系統(tǒng)啟動以后的毫秒級時間，然后除以CLOCKS_PER_SEC，就可以換成“秒”，標準c函數(shù)。clock_t clock ( void );#includeclock_t t = clock();long sec = t / CLOCKS_PER_SEC;他是記錄時鐘周期的，實現(xiàn)看來不會很精確，需要試驗驗證；三.gettime(&t); 據(jù)說tc2.0的time結(jié)構(gòu)含有毫秒信息#include#includeint main(void)struct time t;ge

8、ttime(&t);printf(The current time is: -:d:d.dn,t.ti_hour, t.ti_min, t.ti_sec, t.ti_hund);return 0;time 是一個結(jié)構(gòu)體， 其中成員函數(shù) ti_hund 是毫秒。四.GetTickCount(),這個是windows里面常用來計算程序運行時間的函數(shù)；DWORD dwStart = GetTickCount();/這里運行你的程序代碼DWORD dwEnd = GetTickCount();則(dwEnd-dwStart)就是你的程序運行時間, 以毫秒為單位這個函數(shù)只精確到55ms，1個tick就是

9、55ms。五.timeGetTime()t,imeGetTime()基本等于GetTickCount()，但是精度更高DWORD dwStart = timeGetTime();/這里運行你的程序代碼DWORD dwEnd = timeGetTime();則(dwEnd-dwStart)就是你的程序運行時間, 以毫秒為單位雖然返回的值單位應(yīng)該是ms,但傳說精度只有10ms。=/*Unix#unix時間相關(guān),也是標準庫的/*1.timegm函數(shù)只是將struct tm結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)成time_t結(jié)構(gòu),不使用時區(qū)信息;time_t timegm(struct tm *tm);2.mktime使用時區(qū)信息t

10、ime_t mktime(struct tm *tm);timelocal 函數(shù)是GNU擴展的與posix函數(shù)mktime相當time_t timelocal (struct tm *tm);3.gmtime函數(shù)只是將time_t結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)成struct tm結(jié)構(gòu),不使用時區(qū)信息;struct tm * gmtime(const time_t *clock);4.localtime使用時區(qū)信息struct tm * localtime(const time_t *clock);1.time獲取時間，stime設(shè)置時間time_t t；t = time(&t);2.stime其參數(shù)應(yīng)該是GMT時間,

11、根據(jù)本地時區(qū)設(shè)置為本地時間;int stime(time_t *tp)3.UTC=true 表示采用夏時制;4.文件的修改時間等信息全部采用GMT時間存放,不同的系統(tǒng)在得到修改時間后通過localtime轉(zhuǎn)換成本地時間;5.設(shè)置時區(qū)推薦使用setup來設(shè)置;6.設(shè)置時區(qū)也可以先更變/etc/sysconfig/clock中的設(shè)置再將ln -fs /usr/share/zoneinfo/xxxx/xxx /etc/localtime 才能重效time_t只能表示68年的范圍，即mktime只能返回1970-2038這一段范圍的time_t看看你的系統(tǒng)是否有time_t64，它能表示更大的時間范圍

12、/*windows#Window里面的一些不一樣的/*一.CTime () 類VC編程一般使用CTime類 獲得當前日期和時間CTime t = GetCurrentTime();SYSTEMTIME 結(jié)構(gòu)包含毫秒信息typedef struct _SYSTEMTIME WORD wYear;WORD wMonth;WORD wDayOfWeek;WORD wDay;WORD wHour;WORD wMinute;WORD wSecond;WORD wMilliseconds; SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;SYSTEMTIME t1;GetSystemTime(&t1)C

13、Time curTime(t1);WORD ms = t1.wMilliseconds;SYSTEMTIME sysTm;:GetLocalTime(&sysTm);在time.h中的_strtime() /只能在windows中用char t11;_strtime(t);puts(t);/*獲得當前日期和時間CTime tm=CTime:GetCurrentTime();CString str=tm.Format(%Y-%m-%d);在VC中，我們可以借助CTime時間類，獲取系統(tǒng)當前日期，具體使用方法如下：CTime t = CTime:GetCurrentTime(); /獲取系統(tǒng)日期，

14、存儲在t里面int d=t.GetDay(); /獲得當前日期int y=t.GetYear(); /獲取當前年份int m=t.GetMonth(); /獲取當前月份int h=t.GetHour(); /獲取當前為幾時int mm=t.GetMinute(); /獲取當前分鐘int s=t.GetSecond(); /獲取當前秒int w=t.GetDayOfWeek(); /獲取星期幾，注意1為星期天，7為星期六二.CTimeSpan類如果想計算兩段時間的差值，可以使用CTimeSpan類，具體使用方法如下：CTime t1( 1999, 3, 19, 22, 15, 0 );CTime

15、 t = CTime:GetCurrentTime();CTimeSpan span=t-t1; /計算當前系統(tǒng)時間與時間t1的間隔int iDay=span.GetDays(); /獲取這段時間間隔共有多少天int iHour=span.GetTotalHours(); /獲取總共有多少小時int iMin=span.GetTotalMinutes();/獲取總共有多少分鐘int iSec=span.GetTotalSeconds();/獲取總共有多少秒三._timeb()函數(shù)_timeb定義在SYSTIMEB.H，有四個fieldsdstflagmillitmtimetimezonevoi

16、d _ftime( struct _timeb *timeptr );struct _timeb timebuffer;_ftime( &timebuffer );取當前時間:文檔講可以到ms,有人測試,好象只能到16ms!四.設(shè)置計時器定義TIMER ID#define TIMERID_JISUANFANGSHI 2在適當?shù)牡胤皆O(shè)置時鐘,需要開始其作用的地方;SetTimer(TIMERID_JISUANFANGSHI,200,NULL);在不需要定時器的時候的時候銷毀掉時鐘KillTimer(TIMERID_JISUANFANGSHI);對應(yīng)VC程序的消息映射void CJisuan:On

17、Timer(UINT nIDEvent)switch(nIDEvent)#如何設(shè)定當前系統(tǒng)時間windowsSYSTEMTIME m_myLocalTime,*lpSystemTime;m_myLocalTime.wYear=2003;m_myLocalTime.wM;m_myLocalTime.wDay=1;m_myLocalTime.wHour=0;m_myLocalTime.wMinute=0;m_myLocalTime.wSec;m_myLocalTime.wMillisec;lpSystemTime=&m_myLocalTime;if( SetLocalTime(lpSystemTi

18、me) ) /此處換成 SetSystemTime( )也不行MessageBox(OK !);elseMessageBox(Error !);SYSTEMTIME m_myLocalTime,*lpSystemTime;m_myLocalTime.wYear=2003;m_myLocalTime.wM;m_myLocalTime.wDay=1;lpSystemTime=&m_myLocalTime;if( SetDate(lpSystemTime) ) /此處換成 SetSystemTime( )也不行MessageBox(OK !);elseMessageBox(Error !);本文來自

19、CSDN博客，轉(zhuǎn)載請標明出處：HYPERLINK /khuang2008/archive/2008/12/09/3483274.aspx/khuang2008/archive/2008/12/09/3483274.aspx一種制作微秒級精度定時器的方法當使用定時器時，在很多情況下只用到毫秒級的時間間隔，所以只需用到下面的兩種常用方式就滿足要求了。一是用SetTimer函數(shù)建立一個定時器后，在程序中通過處理由定時器發(fā)送到線程消息隊列中的WM_TIMER消息，而得到定時的效果（退出程序時別忘了調(diào)用和SetTimer配對使用的KillTimer函數(shù)）。二是利用GetTickCount函數(shù)可以返回自計

20、算機啟動后的時間，通過兩次調(diào)用GetTickCount函數(shù)，然后控制它們的差值來取得定時效果，此方式跟第一種方式一樣，精度也是毫秒級的。用這兩種方式取得的定時效果雖然在許多場合已經(jīng)滿足實際的要求，但由于它們的精度只有毫秒級的，而且在要求定時時間間隔小時，實際定時誤差大。下面介紹一種能取得高精度定時的方法。在一些計算機硬件系統(tǒng)中，包含有高精度運行計數(shù)器（high-resolution performance counter），利用它可以獲得高精度定時間隔，其精度與CPU的時鐘頻率有關(guān)。采用這種方法的步驟如下：1、首先調(diào)用QueryPerformanceFrequency函數(shù)取得高精度運行計數(shù)器的

21、頻率f。單位是每秒多少次（n/s），此數(shù)一般很大。2、在需要定時的代碼的兩端分別調(diào)用QueryPerformanceCounter以取得高精度運行計數(shù)器的數(shù)值n1，n2。兩次數(shù)值的差值通過f換算成時間間隔，t=(n2-n1)/f。下面舉一個例子來演示這種方法的使用及它的精確度。在VC 6.0 下用MFC建立一個對話框工程，取名為HightTimer.在對話框面板中控件的布局如下圖：其中包含兩個靜態(tài)文本框，兩個編輯框和兩個按紐。上面和下面位置的編輯框的ID分別為IDC_E_TEST和IDC_E_ACTUAL，通過MFC ClassWizard添加的成員變量也分別對應(yīng)為DWORD m_dwTest

22、和DWORD m_dwAct. “退出”按紐的ID為IDOK，“開始測試”按紐ID為IDC_B_TEST，用MFC ClassWizard添加此按紐的單擊消息處理函數(shù)如下：void CHightTimerDlg:OnBTest()/ TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE); /取輸入的測試時間值到與編輯框相關(guān)聯(lián)的成員變量m_dwTest中LARGE_INTEGER frequence;if(!QueryPerformanceFrequency( &frequence) /取高精度運行計數(shù)器的頻率

23、，若硬件不支持則返回FALSEMessageBox(Your computer hardware doesnt support the high-resolution performance counter,Not Support, MB_ICONEXCLAMATION | MB_OK);LARGE_INTEGER test, ret;test.QuadPart = frequence.QuadPart * m_dwTest / 1000000; /通過頻率換算微秒數(shù)到對應(yīng)的數(shù)量（與CPU時鐘有關(guān)），1秒=1000000微秒ret = MySleep( test ); /調(diào)用此函數(shù)開始延時，返

24、回實際花銷的數(shù)量m_dwAct = (DWORD)(1000000 * ret.QuadPart / frequence.QuadPart ); /換算到微秒數(shù)UpdateData(FALSE); /顯示到對話框面板其中上面調(diào)用的MySleep函數(shù)如下：LARGE_INTEGER CHightTimerDlg:MySleep(LARGE_INTEGER Interval)/ 功能：執(zhí)行實際的延時功能 / 參數(shù)：Interval 參數(shù)為需要執(zhí)行的延時與時間有關(guān)的數(shù)量 / 返回值：返回此函數(shù)執(zhí)行后實際所用的時間有關(guān)的數(shù)量 / LARGE_INTEGER privious, current, Ela

25、pse;QueryPerformanceCounter( &privious );current = privious;while( current.QuadPart - privious.QuadPart Interval.QuadPart )QueryPerformanceCounter( t );Elapse.QuadPart = current.QuadPart - privious.QuadPart;return Elapse;注：別忘了在頭文件中為此函數(shù)添加函數(shù)聲明。至此，可以編譯和執(zhí)行此工程了，結(jié)果如上圖所示。在本人所用的機上(奔騰366， 64M內(nèi)存)測試，當測試時間超過3微秒

26、時，準確度已經(jīng)非常高了，此時機器執(zhí)行本身延時函數(shù)代碼的時間對需要延時的時間影響很小了。上面的函數(shù)由于演示測試的需要，沒有在函數(shù)級封裝，下面給出的函數(shù)基本上可以以全局函數(shù)的形式照搬到別的程序中。BOOL MySleep(DWORD dwInterval)/ 功能：執(zhí)行微秒級的延時功能 / 參數(shù)：Interval 參數(shù)為需要的延時數(shù)（單位：微秒） / 返回值：若計算機硬件不支持此功能，返回FALSE，若函數(shù)執(zhí)行成功，返回TRUE / BOOL bNormal = TRUE;LARGE_INTEGER frequence, privious, current, interval;if(!QueryP

27、erformanceFrequency( &frequence):MessageBox(NULL, Your computer hardware doesnt support the high-resolution performance counter,Not Support, MB_ICONEXCLAMATION | MB_OK); /或其它的提示信息return FALSE;interval.QuadPart = frequence.QuadPart * dwInterval / 1000000;bNormal = bNormal & QueryPerformanceCounter( &

28、privious );current = privious;while( current.QuadPart - privious.QuadPart interval.QuadPart )bNormal = bNormal & QueryPerformanceCounter( t );return bNormal;需要指出的是，由于在此函數(shù)中的代碼很多，機器在執(zhí)行這些代碼所花費的時間也很長，所以在需要幾個微秒的延時時，會影響精度。實際上，讀者在熟悉這種方法后，只要使用QueryPerformanceFrequency和QueryPerformanceCounter這兩個函數(shù)就能按實際需要寫出自己

29、的延時代碼了。使用CPU時間戳進行高精度計時對關(guān)注性能的程序開發(fā)人員而言，一個好的計時部件既是益友，也是良師。計時器既可以作為程序組件幫助程序員精確的控制程序進程，又是一件有力的調(diào)試武器，在有經(jīng)驗的程序員手里可以盡快的確定程序的性能瓶頸，或者對不同的算法作出有說服力的性能比較。在Windows平臺下，常用的計時器有兩種，一種是timeGetTime多媒體計時器，它可以提供毫秒級的計時。但這個精度對很多應(yīng)用場合而言還是太粗糙了。另一種是QueryPerformanceCount計數(shù)器，隨系統(tǒng)的不同可以提供微秒級的計數(shù)。對于實時圖形處理、多媒體數(shù)據(jù)流處理、或者實時系統(tǒng)構(gòu)造的程序員，善用QueryP

30、erformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一項基本功。本文要介紹的，是另一種直接利用Pentium CPU內(nèi)部時間戳進行計時的高精度計時手段。以下討論主要得益于Windows圖形編程一書，第15頁17頁，有興趣的讀者可以直接參考該書。關(guān)于RDTSC指令的詳細討論，可以參考Intel產(chǎn)品手冊。本文僅僅作拋磚之用。在Intel Pentium以上級別的CPU中，有一個稱為“時間戳（Time Stamp）”的部件，它以64位無符號整型數(shù)的格式，記錄了自CPU上電以來所經(jīng)過的時鐘周期數(shù)。由于目前的CPU主頻都非常高，因此這個部件可以達到納秒級的計時精度。這個精

31、確性是上述兩種方法所無法比擬的。在Pentium以上的CPU中，提供了一條機器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）來讀取這個時間戳的數(shù)字，并將其保存在EDX:EAX寄存器對中。由于EDX:EAX寄存器對恰好是Win32平臺下C+語言保存函數(shù)返回值的寄存器，所以我們可以把這條指令看成是一個普通的函數(shù)調(diào)用。像這樣：inline unsigned _int64 GetCycleCount() _asm RDTSC 但是不行，因為RDTSC不被C+的內(nèi)嵌匯編器直接支持，所以我們要用_emit偽指令直接嵌入該指令的機器碼形式0X0F、0X31，如下：inline unsign

32、ed _int64 GetCycleCount() _asm _emit 0 x0F _asm _emit 0 x31 以后在需要計數(shù)器的場合，可以像使用普通的Win32 API一樣，調(diào)用兩次GetCycleCount函數(shù)，比較兩個返回值的差，像這樣： unsigned long t; t = (unsigned long)GetCycleCount(); /Do Something time-intensive . t -= (unsigned long)GetCycleCount(); Windows圖形編程第15頁編寫了一個類，把這個計數(shù)器封裝起來。有興趣的讀者可以去參考那個類的代碼。作

33、者為了更精確的定時，做了一點小小的改進，把執(zhí)行RDTSC指令的時間，通過連續(xù)兩次調(diào)用GetCycleCount函數(shù)計算出來并保存了起來，以后每次計時結(jié)束后，都從實際得到的計數(shù)中減掉這一小段時間，以得到更準確的計時數(shù)字。但我個人覺得這一點點改進意義不大。在我的機器上實測，這條指令大概花掉了幾十到100多個周期，在Celeron 800MHz的機器上，這不過是十分之一微秒的時間。對大多數(shù)應(yīng)用來說，這點時間完全可以忽略不計；而對那些確實要精確到納秒數(shù)量級的應(yīng)用來說，這個補償也過于粗糙了。 這個方法的優(yōu)點是： 1.高精度?？梢灾苯舆_到納秒級的計時精度（在1GHz的CPU上每個時鐘周期就是一納秒），這是

34、其他計時方法所難以企及的。 2.成本低。timeGetTime 函數(shù)需要鏈接多媒體庫winmm.lib，QueryPerformance* 函數(shù)根據(jù)MSDN的說明，需要硬件的支持（雖然我還沒有見過不支持的機器）和KERNEL庫的支持，所以二者都只能在Windows平臺下使用（關(guān)于DOS平臺下的高精度計時問題，可以參考圖形程序開發(fā)人員指南，里面有關(guān)于控制定時器8253的詳細說明）。但RDTSC指令是一條CPU指令，凡是i386平臺下Pentium以上的機器均支持，甚至沒有平臺的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下這個方法同樣適用，但沒有條件試驗），而且函數(shù)調(diào)用的開銷是最小的。 3.具有

35、和CPU主頻直接對應(yīng)的速率關(guān)系。一個計數(shù)相當于1/(CPU主頻Hz數(shù))秒，這樣只要知道了CPU的主頻，可以直接計算出時間。這和QueryPerformanceCount不同，后者需要通過QueryPerformanceFrequency獲取當前計數(shù)器每秒的計數(shù)次數(shù)才能換算成時間。 這個方法的缺點是： 1.現(xiàn)有的C/C+編譯器多數(shù)不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入機器碼的方式編程，比較麻煩。 2.數(shù)據(jù)抖動比較厲害。其實對任何計量手段而言，精度和穩(wěn)定性永遠是一對矛盾。如果用低精度的timeGetTime來計時，基本上每次計時的結(jié)果都是相同的；而RDTSC指令每次結(jié)果都不一樣，經(jīng)常有幾百甚

36、至上千的差距。這是這種方法高精度本身固有的矛盾。 關(guān)于這個方法計時的最大長度，我們可以簡單的用下列公式計算： 自CPU上電以來的秒數(shù) = RDTSC讀出的周期數(shù) / CPU主頻速率（Hz） 64位無符號整數(shù)所能表達的最大數(shù)字是1.81019，在我的Celeron 800上可以計時大約700年（書中說可以在200MHz的Pentium上計時117年，這個數(shù)字不知道是怎么得出來的，與我的計算有出入）。無論如何，我們大可不必關(guān)心溢出的問題。 下面是幾個小例子，簡要比較了三種計時方法的用法與精度 /Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer類/KTimer類的定義可以參見Windows圖形編程P15 /編譯行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib #include #include KTimer.