低壓電氣和低壓電器技術(shù)之9——與電氣知識密切相關(guān)的時鐘
發(fā)布時間：2021-02-17 05:31:28 來源：上海華千電氣有限公司
題圖是一只時鐘，它曾經(jīng)被發(fā)表在旺點電氣的技術(shù)探討版塊中。
這只時鐘與電氣知識密切相關(guān)。
不過，原圖的鐘在4點讀數(shù)存在錯誤，我把它修正了。
現(xiàn)在，我們就來揭開這只時鐘的秘密。
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一點鐘：
時鐘的時刻值是B'L。什么意思呢？
B'L=1011'L=1，即右邊第一位a0位。
我們知道，在開關(guān)邏輯設(shè)計中會遇見十六進(jìn)制數(shù)，它們分別是：
"0，1，2，3，4，5，6，7，8.，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)"。
這些數(shù)值對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是：
"0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15"。
可見B就是11。我們用二進(jìn)制來表達(dá)11是1011，腳標(biāo)L表示低位，也即最右邊的a0位，其值是1。
十六進(jìn)制碼、二進(jìn)制碼、十進(jìn)制碼和ASCII碼的對應(yīng)。
注意看倒數(shù)第2行B上方對應(yīng)的1011。它的第0位等于"1"，就是一點鐘。
十六進(jìn)制碼在PLC的RS485/MODBUS-RTU總線數(shù)據(jù)通信中使用十分廣泛。例如下列通信幀：
"0B00640600DC00DA00DD504B"
這個通信幀的意義是：在ID地址為0BH(11)的電力儀表中，從0064H(100)開始的連續(xù)3個字中有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)共占用了06H（6個字節(jié)），數(shù)據(jù)內(nèi)容分別是：00DCH(220V)、00DAH(218V)、00DDH(221V)，后面的5048H四個數(shù)碼是CRC校驗碼。
這個通信幀讀取了三相相電壓值，分別是220V、218V和221V。
二點鐘：
這個表達(dá)式是什么意思呢？
這是一個等比數(shù)列的之和。數(shù)列的首項是1，然后是1/2,1/4、……，等等，共比是1/2，數(shù)列的總和為2，就是二點鐘。
我們來設(shè)想一下：我們用一系列的電阻串聯(lián)，其中第一個電阻是1歐，第二個是第一個電阻的一半即0.5歐，第三個是第二個電阻的一半即0.25歐，……，電阻的數(shù)量為無窮大，那么這一串電阻串聯(lián)后的最終值是多少？答案是2歐。
三點鐘：
3=3，即ASCII的3，參見一點鐘的表格。
我們知道，電力儀表、斷路器脫扣器、繼保裝置廣泛使用RS485通信接口，以MODBUS通信協(xié)議發(fā)送信息。MODBUS通信協(xié)議中，有兩類數(shù)字表達(dá)形式。第一類叫做RTU格式，也即十六進(jìn)制格式；第二類是ASCII碼形式。
ASCII碼是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織依據(jù)美國的數(shù)據(jù)格式確定的，它與十進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系是：
十進(jìn)制格式：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。
ASCII格式：30，31，32，33，34，35，36，37，38，39。
所以有：3=3，即ASCII的3。
提醒一下：MODBUS通信協(xié)議中，若數(shù)字采用RTU格式，則被命名為MODBUS-RTU；若數(shù)據(jù)格式是ACSII碼，則被命名為MODBUS-ASC。前者較為常見，是標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。
ASCII碼用在PLC的RS485/MODBUS-ASC的數(shù)據(jù)通信幀中。
四點鐘：
32mod7，表示用32去除以7所得的余數(shù)，這個余數(shù)是4，也即四點鐘。
五點鐘：
這里的是黃金分割數(shù)，在各行各業(yè)中的應(yīng)用極其廣泛。
對于電氣系統(tǒng)來說，一個最簡單的例子是：塑殼斷路器的寬度與長度之比符合黃金分割的關(guān)系，在此情況下，視覺效果是最佳的。
附件是一篇講黃金分割的科普材料，其中某頁摘錄如下：
所以，上述表達(dá)式的計算結(jié)果就是五點鐘。
六點鐘：
六點鐘比較好理解。因為，而3！=1X2X3=6。在這里，3！讀作3階乘。
因此，3！的結(jié)果就是六點鐘。
七點鐘：
再看七點鐘，其實它就是6.999999999999999999……，當(dāng)然就是7了。知道為什么？
其結(jié)果就是七點鐘。
八點鐘：
其實八點鐘就是二進(jìn)制的BCD碼。我們來看看BCD碼，從1到15分別是：
1，10，11，100，101，110，111，1000，1001，1010，1011，1100，1101，1110，1111。
十進(jìn)制的8就是二進(jìn)制的1000，也就是時鐘里八點鐘的表達(dá)式?？闯鰜砹藳]有？
二進(jìn)制BCD碼在電子技術(shù)和PLC編程中應(yīng)用十分廣泛。例如集成電路的譯碼器，就是按二進(jìn)制BCD碼編排的。至于PLC編程中的應(yīng)用，我們來看一個實例：
我們知道，在PLC的編程語言中，一個字的長度是16位二進(jìn)制數(shù)。如果我們想用字來表達(dá)某斷路器的狀態(tài)，于是我們要用兩個連續(xù)字。例如2000H存儲空間中存放0000000000000000這個數(shù)，而2001H存儲單元中存放0000000000000001這個數(shù)。顯然，這可是既麻煩又浪費空間
如果我們用2000H存儲單元的最低位為零時表示某斷路器打開狀態(tài)，用最低位為1時表示某斷路器閉合狀態(tài)。這樣一來，存儲單元2000H就可以同時表達(dá)16臺斷路器的狀態(tài)信息?？梢钥闯?，我們極大地提高了存儲單元的利用率。
九點鐘：
這是什么意思呀？這是四進(jìn)制數(shù)的表達(dá)式。
這不就是九點鐘嗎？
十點鐘：
是個矩陣：
結(jié)果就是十點鐘。
十一點鐘：
0X0B=0X0BH=11，16進(jìn)制數(shù)的B就是十進(jìn)制的11，就是十一點鐘。
十二點鐘：
就是十二點鐘。
有趣吧？！