plc六路搶答器課程設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p><b>　　系別：機電工程系</b></p><p>　　專業(yè)：機電一體化技術</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟和文化實業(yè)的發(fā)展，在很多公開競爭場合要求有公正的競爭

2、裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競賽等，因此出現(xiàn)了搶答器。最初的搶答器是由優(yōu)先權編碼器構成的邏輯電路，其運算速度慢，線路復雜，可靠性不高，功能也比較簡單，特別是當搶答路數(shù)很多時，實現(xiàn)起來就更加困難。因此，一種能夠體現(xiàn)競賽的公開、公平、公正性的知識競賽搶答器成為一種需求。</p><p>　　本設計將以PLC為核心設計了系統(tǒng)結構圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案，在保留了原始搶答器的基本功能的同時又增

3、加一系列的實用功能并簡化其電路結構，其將以其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案，從而使得競賽不斷完善其公平、公正性。</p><p>　　關鍵詞：PLC；競賽搶答器；七段譯碼器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p&

4、gt;<p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究背景1</p><p>　　1.2 課程設計研究內容2</p><p>　　2 整體方案選擇3</p><p>　　2.1整體功能介紹3</p><p>　　2.2競賽搶答器控制要求3</

5、p><p>　　3 硬件電路設計4</p><p>　　3.1控制特點分析4</p><p>　　3.2 外部接線圖5</p><p><b>　　4 軟件設計6</b></p><p>　　4.1 I/O地址分配6</p><p>　　4.2 結構流程圖7<

6、/p><p>　　4.3 梯形圖設計與分析8</p><p>　　4.4系統(tǒng)源程序11</p><p>　　5 程序調試及分析12</p><p>　　5.1程序運行過程分析說明12</p><p>　　5.2調試結果12</p><p><b>　　總 結13</b&g

7、t;</p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　目前國內外市場上已有很多類型的知識競賽搶答器，其大致采用模擬電路、數(shù)字電路、單片機或者PLC芯片、計算機控制

8、系統(tǒng)等四類產(chǎn)品。</p><p>　　對于采用模擬電路或者數(shù)字電路的產(chǎn)品，其技術相當成熟。但是隨著功能的增多，電路也越復雜，并且成本偏高，故障率高，顯示方式簡單或者沒有，無法準確判斷搶按按鈕的行為，也不便于參數(shù)調節(jié)及其功能的升級換代。</p><p>　　對于計算機控制系統(tǒng)來說，其程序簡單，反應靈敏，便于參數(shù)調節(jié)及其功能的升級換代，但鑒于其必須配合計算機實用，可操作性差，沒有得到廣泛的應用

9、。</p><p>　　而對于科技飛速發(fā)展的今天，PLC、單片機應用的不斷深入，帶動了傳統(tǒng)控制檢測技術的不斷更新，并鑒于其本身具有的優(yōu)點，以PLC、單片機為核心的部件成為主流。它對采樣獲得的各種搶答信號進行分析。但僅有搶答功能的搶答器已經(jīng)不能滿足當今社會的需要。該設計不但有搶答功能，而且還有一個計分系統(tǒng)，能分別對四個選手進行計分，并能夠對分數(shù)進行加、減。帶計分功能的智能搶答器將會取代一般的智能搶答器，更好的服務于

10、社會。</p><p>　　1.1 課程設計研究內容</p><p>　　系統(tǒng)設計主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術性能，將硬件和軟件分開設計。硬件設計部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對硬件進行調試、測試，以達到設計要求。軟件設計部分，首先在總體設計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設計，擬定詳細的工作計劃；然后進行具體設計，包括各模塊的流程圖，選擇合

11、適的編程語言和工具，進行代碼設計等；最后是對軟件進行調試、測試，達到所需功能要求。</p><p>　　2競賽搶答器控制要求</p><p>　　設計一個七段數(shù)碼管（簡稱LED）顯示6隊的智力競賽搶答器。搶答器的外形結構如圖1-1所示；總臺設有總臺開關及定時復位按鈕及指示燈，分臺按鈕及分臺指示燈，蜂鳴器（簡稱喇叭）。</p><p>　　圖1-1搶答器的外形結構圖&

12、lt;/p><p>　　(1)、系統(tǒng)上電后，持人在總臺單擊開始按鈕后允許各隊搶答即搶答有效。啟動指示燈</p><p><b>　　亮蜂鳴器響2秒。</b></p><p>　?。?）、在搶答過程中1-6對任何一隊先按下各自的搶答按鈕（SB1—SB6）后該隊的指示燈亮（L1-L6），同時LED數(shù)碼管顯示當前對號，及蜂鳴器想起2秒并連鎖其他選手，繼續(xù)

13、搶答無效。</p><p>　?。?）在有隊搶答的情況下，搶答器發(fā)出搶答信號定時器開始計時，搶答各隊必須在120秒內完成搶答及答題;如果在120秒內未完成則作超時處理。</p><p>　　（4）120秒后主持人對搶答狀態(tài)進行確認后單擊開始按鈕清楚顯示數(shù)碼系統(tǒng)又繼續(xù)允許各隊開始搶答；直至又一個搶答先按下各自的搶答按鈕。</p><p>　?。ǎ担艄饬僚c音響信號的

14、意義：</p><p>　?。保繇戫懀裁耄珕又甘緹袅痢　￠_始搶答</p><p>　?。玻繇戫懀裁耄酬犞甘緹袅痢　∮赡硡①愱犝４痤}　</p><p>　　注：各輸出端口統(tǒng)一采用直流２４Ｖ電源</p><p>　　搶答器的控制特點分析：</p><p>　　智能競賽搶答器通過PLC進行控制，按要求進行編程；其主

15、要輸入就是通過裁判員和參賽選手的按鈕，然后將信號傳遞給信息分析中心PLC,PLC將根據(jù)信號作出相應的回應。</p><p>　　競賽搶答器有8個輸入信號（即8個輸入按鈕SB1-SB6 SD SR ）15個輸出信號（即Y0-Y6七段顯示碼，Y10-Y15六隊顯示，Y16蜂鳴器，Y17啟動指示燈）。</p><p>　　由上述可知，PLC共有8個輸入點，15個輸出點。</p>&

16、lt;p>　　系統(tǒng)控制結構框圖如下圖1-2所示</p><p><b>　　3.2 外部接線圖</b></p><p>　　圖3-2 PLC六路智能搶答器外部接線圖</p><p>　　分析：SD代表“搶答開始”按鈕對應輸入寄存器X0，SB1-SB6代表6組參賽選手的常開按鈕，分別對應X1-X6,輸出寄存器Y0-Y6分別對應顯示器a-g,

17、Y10-Y15分別對應1-6隊顯示；Y17為啟動指示燈，Y16為蜂鳴器，各輸出窗口統(tǒng)一采用直流24V電源。</p><p><b>　　4 軟件設計</b></p><p>　　4.1 I/O地址分配</p><p>　　輸入分配 開始搶答按鈕 SD X0</p><p><b>　　SR X1&l

18、t;/b></p><p><b>　　SB1 X2</b></p><p><b>　　SB2 X3</b></p><p><b>　　SB3 X4</b></p><p><b>　　SB4 X5</b></p>

19、<p><b>　　SB5 X6</b></p><p><b>　　SB6 X7</b></p><p><b>　　復位按鈕 X1</b></p><p>　　輸出分配 數(shù)碼管顯示a Y0</p><p>　　數(shù)碼管顯示b Y1&

20、lt;/p><p>　　數(shù)碼管顯示c Y2</p><p>　　數(shù)碼管顯示d Y3</p><p>　　數(shù)碼管顯示e Y4</p><p>　　數(shù)碼管顯示f Y5</p><p>　　數(shù)碼管顯示g Y6</p><p>　　蜂鳴器Y16

21、 啟動指示燈 Y17</p><p>　　1隊顯示 Y10</p><p>　　2隊顯示 Y11</p><p>　　3隊顯示 Y12</p><p>　　4隊顯示 Y13</p><p>　　5隊顯示

22、 Y14</p><p>　　6隊顯示 Y15</p><p>　　七段譯碼管顯示器如圖所示</p><p>　　圖4-1 七段譯碼管顯示器</p><p>　　其中顯示器b、c亮顯示數(shù)字1；a、b、d、e、g亮顯示數(shù)字2；a、b、c、d、g亮顯示數(shù)字3；b、c、f、g亮顯示數(shù)字4；a、c、d、f、g亮顯示數(shù)字5；a、c

23、、d、e、f、g亮顯示數(shù)字6。</p><p><b>　　設置輔助繼電器</b></p><p>　　宣布開始 M8000</p><p>　　定時器 T0 T1</p><p><b>　　程序設計</b></p><p>　　1主程序，在主持人按下開始按鈕

24、x0時就進入了各隊搶答的子程序，主持人按下X1按鈕時對LED顯示各隊指示燈復位。</p><p>　　在按下X0調用子程序時，采用Y17自鎖；如果沒有Y17的自鎖，當主持人按下X0后，程序指針便進入搶答子程序，當執(zhí)行到SRET返回指令便使程序指針返回主程序段，執(zhí)行CALL指令的下一條指令，所以不能再執(zhí)行子程序了。搶答器程序只執(zhí)行了一個掃描周期，這么短的時間供隊員搶答當然是不夠的。所以在每個掃描周期中都執(zhí)行子程序，

25、可以達到搶答的目的。</p><p>　　2、在子程序設計中，主要考慮用LED顯示各隊的隊號，這里采用由PLC編制程序進行譯碼，來控制a-g段。</p><p>　　假如參賽選手“1”號先搶答，需要將LED的bc段點亮，其對應的數(shù)字編碼見表1-4顯示 數(shù)字“1”對應的編碼應該是十六進制數(shù)H06或十進制的K3 ,這里采用十六進制數(shù)更為方便。</p><p>　　采用M

26、OV指令將H06送到K2Y0中顯示驅動相應段發(fā)光二極管點亮顯示對應的數(shù)字，其余參賽選手的對號顯示于此類似，用SET指令隊各參賽選手的指示燈位置進行保持，由于搶答要求一旦一人先搶答其余各隊參賽選手再搶答無效，所以在每隊的搶答程序中傳入其余五隊 的常閉觸電以實現(xiàn)相互之間的互鎖。</p><p>　　4.3 梯形圖設計與分</p><p><b>　　圖4-3 梯形圖</b&g

27、t;</p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　程序調試</b></p><p>　　主程序：當系統(tǒng)上電后，主持人在總臺控制臺單擊開始按鈕X0，允許各隊人員開始搶答，即各隊搶答有效。啟動指示燈亮音響響2秒。定時器T0開始工作，定時器按鈕與復位按鈕并聯(lián)，即定時器起復位作用。調用子程序CALL指令

28、調用子程序P0。FEND主程序結束。</p><p>　　在子程序中，在任何一隊搶答成功在規(guī)定的時間內T0=120S內完成搶答和答題，如果在規(guī)定的時間內為完成如上操作則視為搶答超時；即120s后搶答器自動復位進行下一輪搶答直至又一隊搶答成功。如果在規(guī)定的時間內完成搶答和答題完成，則主持人按下復位按鈕進行下一輪搶答；直至又一隊搶答完成。</p><p>　　在子程序中串入輔助繼電器M8000

29、運行監(jiān)視，當PLC執(zhí)行用戶程序時M8000為ON停止時M8000為OFF.</p><p>　　進棧后執(zhí)行沒個隊的搶答程序，其余各隊的搶答按鈕SB1-SB6對應的輸出寄存X2-X7在程序設計中為了公平、公正的原則，在每隊的搶答梯級中分別串聯(lián)了其余各隊的輸出寄存器的常閉觸點，達到在一隊搶答成功的前提下，其余各隊搶答無效。其中每隊的常開觸點都與蜂鳴器相連，即任何一隊搶答完成蜂鳴器都會響。</p><

30、;p>　　程序中在使用SET置位指令，使搶答完成后使其輸出指示燈保持ON；SRET子程序返回指令，使程序返回到CALL指令的下一步執(zhí)行。END指整個程序結束。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　經(jīng)過這半個學期的努力，在老師和同學的幫助下做完了這次PLC的課程設計工作.由于自己知識的缺乏及能力的有限，仍沒有能夠實現(xiàn)像課題設計中那樣倒計

31、時而且?guī)в新暪馓崾镜裙δ艿难a充與完善。但是通過這次的課程設計，我能運用已學的知識解決我在設計中遇到的問題，使自己的動手能力和思考問題的能力得到了很大的提高。在做設計的過程中我查閱了很多的資料，并認真的閱讀這些與我的設計相關的資料，從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識的儲備量也有所增加。整個設計通過了軟件和硬件上的調試、仿真。我想這對于自己以后的學習和工作都會有很大的幫助的。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性

32、的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。</p><p>　　但是，通過這次設計我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設計過程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問題很不全面，自己的專業(yè)知識掌握的很不牢固，所掌握的計算機應用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學習中得到改善。而且，通過這次設計，我懂得了學習的重要性，學會了堅持和努力，這將為以后的學習做出了最好

33、的榜樣！同時，該設計也有不足之處，缺少了答題計分等功能。我將會在以后的學習中繼續(xù)學習。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大三上學期不知不覺中就要結束了，在這段難忘的生活中，有我許多美好的回憶。首先感謝感謝學校給我們提供這個能自我展示的平臺.感謝我的指導教師xx老師，你從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇設計論文的完成，都非常耐心的對我

34、進行指導。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應該注意的細節(jié)問題，細心的給我指出錯誤，修改論文。謝謝我們的任課老師xx，從一開課就是是你的悉心教導、孜孜不倦我們才能順利的完成這次課程設計。在此，我還要感謝寢室的兄弟們在我完成課程設計的過程中給予我的幫助和鼓勵，</p><p><b>　　謝謝！</b></p><p><b>　　參考文獻</b>

35、;</p><p>　　[1] 張鳳珊 電氣控制及可編程序控制器2版 [M] 北京: 中國輕工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 史國生 電氣控制與可編程控制器技術 [M] 北京: 化學工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 郁漢琪 電氣控制與可編程序控制器應用技術 [M] 南京: 東南大學出版社，2003</p><p&g