抢答器PLC控制系统课程设计

抢答器PLC控制系统课程设计（共11篇）

篇1：抢答器PLC控制系统课程设计

抢答器PLC控制系统设计

一、抢答器PLC电气控制系统设计任务书

1．抢答器工艺的技术要求

实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。

2．抢答器电气控制系统设计要求

1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。

2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。

5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

二、抢答器PLC电气控制系统总体设计过程

篇2：抢答器PLC控制系统课程设计

市场上有许许多多种抢答器，但功能却各不相同，电路也形形色色，而所选元件也各不相同。笔者设计了一款用plc控制的抢答器，该抢答器集抢答、声音警示、灯光指示和计时于一身，借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，选用的是（OMRON）生产的C20p型PLC设计制作了四路抢答器，该设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。总体电路简单，易于制作。

1、系统工作原理 1．1 控制要求

（1）竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；

（2）绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；

（3）如果竞赛者在主持人打开SW1开关10 s内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会；

（4）如果在主持人打开SW1开关10 s内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题；

（5）在竞赛者抢答成功后，应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间（如2 min）；

（6）当主持人打开SW2开关后记时开始，如果竞赛者在回答问题时超出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。1．2 选定输入、输出设备

输入设备

输入端子号

抢答按钮 PB11 0000

抢答按钮 PB12 0001

抢答按钮 PB21 0002抢答按钮

抢答按钮 PB31 0004

抢答按钮 PB32 0005

抢答按钮 PB41 0006

抢答按钮 PB42 0007

复位按钮 PB5 0008

选择开关 SW1 0009

限时开关 SW2 0010

输出设备

输出端子号

绿色指示灯L1输出

0500

绿色指示灯L2输出

0501

绿色指示灯L3输出

0502

绿色指示灯L4输出

0503

红色指示灯L5输出

0504

红色指示灯L6输出

0505

PB22 0003

电磁开关SOL输出

0506

回答限时声音输出

0508

2、系统软件设计［1～3］ 2．1 控制梯形图

系统控制梯形图如图1所示。

2．2 工作过程

（1）由于0500使用他的自身触点（常开触点），在0000或0001闭合后仍保持在ON状态（自锁）。同时，将其常闭触点串入其他各回路中，在0500接通后，他的常闭触点打开，切断其他抢答回路（互锁）；

（2）0501，0502和0503以同样方式动作，自锁继电器在复位按钮PB5再次动作时将清零；

（3）机会选择开关SW1使0009闭合后，10 s定时器TIM00启动；

（4）如果0500，0501，0502和0503在10 s定时器TM00动作之前任何一个闭合，则0506变为ON以示抢答成功，同时切断10 s计时显示输出回路，否则输出声音提示，以示竞赛者放弃该题；

（5）常开触点0009断开后，自锁继电器和定时器TIM00将清零；

（6）抢答成功后，主持人闭合限时开关SW2使 0010闭合后，2 min定时器TIM01启动，时间到0505和0508闭合，红灯亮并有声音提示停止回答；

（7）常开触点0010断开后，定时器TIM01清零，为下一轮抢答做好准备。2．3 程序指令

程序指令如表1所示。

2．4 外部接线图

外部接线如图2所示。

3、适当扩展

篇3：基于PLC的抢答器项目设计

《PLC技术》课程是高职高专机电类技术专业的一门理论性较深而实践性又较强的专业课程, 机电系对该课程教学的总体思路是采用模块化的项目课程教学法, 大部分课程在PLC实验室进行, 通过理论讲解、计算机仿真与实际操作一体化的综合训练方式, 使学生在项目实践中, 理解和掌握课程的知识点和技能要求。为了配合三菱PLC高级指令教学内容的讲解, 为学生安排了抢答器的项目设计。通过此项目设计, 使学生能够了解七段数码管和抢答器的工作原理, 掌握PLC基本高级指令的应用, 进一步掌握PLC控制系统设计的步骤和编程方法, 提高PLC技术的应用能力等。

1 抢答器项目设计

1.1 项目任务

抢答器的结构示意图如图1所示, 包括主持人、四个选手和一个七段数码管。

项目任务如下: (1) 主持人提问, 四个选手进行问题的抢答。开始时, 在数据寄存器D1、D2、D3、D4中存放常数100, 作为四个选手各自的初始分数100分。 (2) 主持人按下启动按钮后, 开始抢答指示灯亮, 选手开始抢答。若选手在主持人按下启动按钮之前抢答, 则作违规处理, 由主持人按下“-10分”按钮, 选手被扣10分, 且该选手台上相应的红色违规指示灯亮。 (3) 若选手抢答成功, 则该选手台上相应的绿色抢答成功指示灯亮, 且七段数码管显示该选手的号码。问题答对, 主持人给其加10分, 答错则减10分。 (4) 主持人按下复位按钮后, 选手重新开始抢答。按项目任务要求设计抢答器, 编程调试并运行程序;编写研究报告, 记录、分析研究过程及现象;总结研究结论。

1.2 项目分析

教师在分析项目任务后, 引导学生设计制作一个用三菱FX2N系列PLC构成的抢答器控制系统, 并通过讲授高级指令的传送指令和四则运算指令以及七段数码管的结构及工作原理, 使学生对项目要求有一个整体认识, 掌握与项目相关的理论知识, 明确项目的操作内容和基本步骤。

1.2.1 高级指令的讲解

教师引入本项目中要用到的传送指令如MOV、FMOV和四则运算指令如ADD、ADDP、SUB、SUBP、MUL、MULP、DIV、DIVP等指令, 通过指令的讲解和举例, 使学生掌握指令的应用和编程技巧, 顺利完成项目任务。

1.2.2 七段数码管

七段数码管是常用显示数字的电子元件, 借由七个发光二极管 (LED) a、b、c、d、e、f、g以不同组合来显示数字, 所以称为七段数码管。教师可以提示学生七段数码管在显示数字“1”、“2”、“3”、“4”时, 各个数码管的显示如图2所示。然后教师进一步引导学生:LED a在显示数字“2”和“3”时亮;LED b在显示数字“1”、“2”、“3”和“4”时都亮;LED c在显示数字“1”、“3”和“4”时亮……以此类推, 让学生自己总结七个发光二极管亮的规律, 便于学生理解和编程。

1.3 项目实施

学生以小组为单位, 根据项目任务要求, 讨论项目内容, 分工合作, 收集和整理信息, 制订项目实施的工作计划, 写出项目的解决要点。

(1) 确定PLC的I/O分配表

根据抢答器的控制要求, 确定PLC的I/O分配表如表1所示。

(2) 画出PLC的I/O接线图

根据PLC的I/O分配表, 可知抢答器控制系统总共需要8个输入端口和16个输出端口, 故选用实验室中的三菱FX2N系列的PLC, 型号为FX2N-32MR。FX2N-32MR型PLC有16个输入端口和16个输出端口, 完全能满足系统控制的需要。PLC的I/O接线图如图3所示。

(3) 接线

学生将PLC的电源断开后, 根据I/O接线图完成PLC的外部接线, 并且认真检查接线牢靠无松动, 确保接线准确无误后再接通电源。

(4) 编写梯形图程序

学生根据项目任务的要求, 编写抢答器项目的梯形图程序。

下面的图4、图5、图6是抢答器项目设计的参考程序, 其中图4是选手抢答成功及违规控制梯形图, 图5是七段数码管数字显示控制梯形图, 图6是寄存器D1、D2、D3、D4加分和减分梯形图。

(5) 程序调试

学生编写好PLC程序后, 经过编译检查正确后, 下载到PLC运行, 并根据监控进行程序调试, 直至完全正确, 达到控制要求。

1.4 项目评价

学生完成抢答器的项目设计后, 为了调动学生的学习积极性, 强化学生对知识的掌握程度, 教师对本项目的知识、技能、方法及项目实施情况进行总结和评价。

(1) 教师对各个小组的项目任务完成结果进行验收和评价, 并对存在的问题作出点评, 提出注意点和改进的方法。表2为小组任务完成评价表。

(2) 每个学生整理资料, 撰写抢答器项目设计研究报告。学院数字图书馆的万方数据资源、维普网络学习资源库、中知网数据库、超星数字图书馆等资源可以满足学生的查阅需要。

(3) 教师提出问题, 与学生进行讨论, 加深学生对知识的理解, 并进一步拓展理论知识, 从而达到本项目的教学要求。

(4) 教师提出下一个项目任务的控制要求, 让学生下一次课前查阅资料和小组探究学习。

3 结束语

通过抢答器的项目设计, 使学生能够掌握三菱FX2N系列PLC的高级指令, 并根据生产实际的需要, 设计相应的PLC控制系统。在教学中, 教师借助不同的工程项目和实例, 引导学生由实践到理论再到实践, 将理论知识融入到每一个项目的实践操作中。另外, 学生在项目实施的过程中, 培养积极严谨的态度和工作作风, 养成了自主学习的习惯和团结协作的精神, 提高了自主创新能力和动手实践能力, 逐步养成查阅资料和自主学习的好习惯, 教学效果明显提高了。

参考文献

[1]曹京生, 夏长凤.现代电气控制技术[M].北京:冶金工业出版社, 2011, 8.

篇4：抢答器PLC控制系统课程设计

【关键词】S7-200系列PLC；梯形图；三人抢答器；模拟控制

1、引言

抢答器是一个用于智力抢答的简易器械，通过它可以实现对由谁获得回答权的自动判断，假如仅靠人的判断，很难保证先做出抢答的选手获得抢答权，运用抢答器可以消除这种可能性，从而保证比赛的公平、公正性。

2、目的

目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、计算机控制系统、单片机或者PLC芯片等几大类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟，但是随着功能的增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说，其程序简单，反应灵敏，便于参数调节及其功能的升级换代，但鉴于必须配合计算机使用，可操作性差，没有得到广泛的应用。而对于科技高速发展的今天，单片机或者PLC的不断深入，带动了傳统控制检测技术的不断更新，并鉴于本身具有的优点，以单片机或者PLC作为核心部件已成为主流[1]。

本文主要是用S7-200系列PLC设计一梯形图程序，来实现对三人抢答器模拟控制系统的控制。

3、控制任务描述

本控制系统一共有3个抢答席和1个主持人席，每个抢答席上各有1个抢答按钮和一盏抢答指示灯[2]。参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。这样主持人就可以轻易的知道谁是第一个按下抢答器的。该题抢答结束后，主持人按下主持席上的复位按钮（常闭按钮），则指示灯熄灭，又可以进行下一题的抢答比赛。

4、程序设计

本控制系统一共有4个按钮，其中3个常开按钮S1、S2、S3，一个常闭按钮S0。另外，作为控制对象有3盏灯H1、H2、H3[3]。

5、结论

篇5：抢答器PLC控制系统课程设计

电科班

一、摘要

随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求。

随着P

LC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：

(一)合理的结构型式，(二)

安装方式的选择，(三)相应的功能要求，(四)响应速度要求，(五)系统可靠性的要求，(六)机型尽量统一。

二

.控制系统介绍及控制要求

本控制系统只要是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。它能让你在不用人控制的情况下，进行灯的自动闪烁，达到宣传的目的。如图1，八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。

1.霓虹灯广告屏示意图

利用s7-200控制由8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组广告牌。，如下图所示：

图1

2.控制要求：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“、”亮→Ⅱ“、”亮，同时Ⅰ“、”灭→Ⅲ““、”亮，同时Ⅱ“、”灭……，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮

→Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，……如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）要求有移位指令的应用

（6）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

三.工作原理

1.I/O分配

根据控制要求，PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入，输出地址如下表所示，其中SB1为启动开关,SB2为停止开关,SB3为单步连续选择开关SB4为不进按钮开关.Q0.0～Q0.7控制霓虹灯用的发光管模拟显示，Q1.0～Q2.1控制6组流水灯泡。如表1

输入接点

输入开关名称

I0.0

启动按钮SB1

I0.1

停止按钮SB2

I0.3

单步/连续开关SB3

I0.4

步进按钮开关SB4

输出接点

输出名称

Q0.0

灯管1

Q0.1

灯管2

Q0.2

灯管3

Q0.3

灯管4

Q0.4

灯管5

Q0.5

灯管6

Q0.6

灯管7

Q0.7

灯管8

Q1.0

L1.L3流水灯

Q1.1

L2.L4流水灯

Q1.2

L5.L7流水灯

Q1.3

L6.L8流水灯

Q1.4

L9.L11流水灯

Q1.5

L10.L12流水灯

Q1.6

L13.L15流水灯

Q1.7

L14.L16流水灯

Q2.0

L17.L19流水灯

Q2.1

L18.L20流水灯

Q2.2

L21.L23流水灯

Q2.3

L22.L24流水灯

2.PlC型号的选择

由于共由20个端口输出，并且用是交流点的，所以我选择用FX2N-48MR-001.FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器的24点，输出继电器由24点。电源电压为AC100-240V

50/60Hz。

3.硬件接线图

图

4．时序图

5.流程图

6.梯形图及程序

0.1启动

LD     I0.1

EU

MOVB   16#1, MB0

MOVW   16#FF, VW0

S      M1.0, 1

MOVB   16#81, VB2

I0.2总停止

LD     I0.2

MOVB   16#0, MB0

MOVW   16#0, VW0

R      M1.0, 2

MOVB   16#0, VB2

8路灯管单独停止

LD     I0.2

MOVB   16#0, MB0

MOVW   16#0, VW0

24l路循环灯管单独停

LD     I0.3

R      M1.0, 2

MOVB   16#0, VB2

8路灯管控制,Q0----7（QB0）为8路灯管输出控制点

LD     SM0.0

LPS

A      M0.0

LPS

A      SM0.5

EU

RLW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF00, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.1

LPS

TON    T37, 100

A      T37

A      SM0.5

EU

RRW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.2

LPS

TON    T38, 20

A      T38

A      SM0.5

EU

RRW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF00, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.3

LPS

TON    T39, 50

A      T39

A      SM0.5

EU

RLW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF, VW0

TON    T40, 20

LPP

A      T40

MOVB   16#1, MB0

LD     SM0.0

LPS

A      SM0.5

MOVB   VB1, QB0

LPP

AN     SM0.5

A      M0.1

AN     T37

MOVB   16#0, QB0

24路循环灯控制，由于2个灯同时亮，所以每2个共用一个输出点。QB1单数灯管，QB2双数灯管（双数的灯管安装顺序与单数灯管相反，即Q1.0-----Q1.5对应灯管1,3-------21,23，Q2.0-----Q2.5对应灯管24.22-------4,2,这样可以省掉一些程序）

LD     SM0.0

LPS

A      M1.0

LPS

A      SM0.5

EU

RLB    VB1, 1

LRD

AN     M1.1

TON    T42, 300

LRD

A      T42

EU

S      M1.1, 1

LRD

A      M1.1

TON    T43, 300

LPP

A      T43

EU

R      M1.1, 1

LRD

AN     M1.1

MOVB   VB1, QB1

MOVB   16#0, QB2

LPP

A      M1.1

MOVB   VB1, QB2

MOVB   16#0, QB1

7.主电路

四、设计心得

本程序是用STL图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是计时器控制的，在S20和S21中，S20是灯的正序亮反序灭，S21是灯的反序亮正序灭。流水灯的亮灭，状态就比较多了，我是把每一中亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。

经过这次的课程设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC它们的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。多在学习过程中不能想通的问题，在PLC调试过程中，终于得以解决。可以看出它对理论教学起到了必要的补充和额拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才必不可少。在这次的课程中，我发现PLC在工业控制中的作用很大，它能使人的控制转变成电脑的控制，大大地降低了产品的成本，很大地提高生产效率。

在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。当时编完一个程后感觉是正确的。就是这样还要仔细检查自己的程序。考虑到各种可能发生的情况。

经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

五、参考文献

1．史国生主编

《电气控制与可编程控制器技术》

北京:

化学工业出版社

2005.2

2．尹宏业主编

《PLC可编程控制器教程》

北京：航空工业出版社

1997

3．廖常初主编

《PLC编程及应用

》

北京：机械工业出版社

2002

4．张万忠主编

《可编程控制器应用技术》

北京：

化学工业出版社

2002

5．张凤珊主编

《电器控制及可编程控制器》

北京：中国轻工业出版社

篇6：抢答器课程设计说明书

课题名称：六人抢答器电路设计

姓名：胡星

学号：21006021026

专业：电子信息工程

班级：电本一班

成绩：

指导教师：宁仁霞

课题时间：2012年11月7日--2013年1月9日

黄山学院教务处制

目录

一、设计目的...............................................................................1

二、课程设计任务及基本要求...................................................1

1、设计任务.........................................................................1

2、设计要求..........................................................................1

三、进度安排................................................................................1

四、摘要........................................................................................1

1、中文摘要...........................................................................1

2、英文摘要...........................................................................1

五、系统框图.................................................................................2 六、六人抢答器总电路图及原理.................................................3

七、各分电路及其作用................................................................3

1、时序控制电路.......................................3

2、封锁电路..........................................................................4

3、编码电路.........................................................................5

4、译码报警电路.................................................................5

5、语音提示电路.................................................................6

6、显示驱动电路...............................................................6

八、心得体会...............................................................................7

九、参考文献...............................................................................7

一、设计目的

1.掌握六人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

二、课程设计任务及基本要求

1、设计任务

设计一台可供6名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止

2、设计要求

(1)6名选手编号为：1, 2, 3, 4, 5, 6 各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1, 2, 3, 4, 5, 6

(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0

三、进度安排

设计时间为两周，第一周查资料、方案论证，完成数字抢答器电路设计，对元器件进行筛选，第二周组装、调试，进行实物检查、设计答辩并完成设计报告。

四、摘要

1、中文摘要：本文介绍了一种采用数字电路制作的多功能数显抢答器，它主要采用了74系列的常用集成电路，它除了具有基本的抢答功能之外，还具有定时报警的功能，和数显的功能，当抢答开始后，系统会自动倒计时，并且时间是可以预设的，期间有人抢答的话系统会停止计时，如果期间没人抢答，系统会有短暂的报警，提示抢答结束。

关键字：PLC、抢答、报警、数显

2、英文摘要

Abstract：This paper introduces a kind of adopting digital circuit made multi-function digital display responder, it mainly adopts the 74 series of common integrated circuit, it not only has basic vies to answer first function, but also has the timing alarm function, and digital display function, when vies to answer first began, the system will automatically count down, and the time can be preset, someone vies to answer first words during the system will stop time, if no one during the contest, the system will have a short warning and prompt vies to answer first end

key words： microcomputer PLC、vies to answer first、alarm、digital display

五、系统框图

当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图1.六、六人抢答器总电路图

图1-2 抢答器总电路图

工作原理：抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

七、各分电路图及其作用

1、时序控制电路

图1-3 时序控制电路电路图

时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：

1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。3）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

2、封锁电路

图1-4 封锁电路电路图

封锁电路的作用是当有选手抢答成功时，封锁其他选手的输入信号。

3、编码电路

图1-5 编码电路电路图

4、译码报警电路

图1-6 译码报警电路电路图

译码报警电路的功能是将优先抢答的输入信号变成报警信号，以提醒是哪个选手抢答成功。

5、语音提示电路

图1-7 语音提示电路电路图

语音提示电路的功能是提醒本次的抢答选手是哪一位。

6、显示驱动电路

图1-8 显示驱动电路电路图

显示驱动电路有六个反相器构成，其功能是若有选手抢答成功，驱动相应的指示灯发光。

八、心得体会

这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数 字电子技术这门课程的兴趣。了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS121、74LS48、74ls192等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：Multisim等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。

做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所 以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的 使用有了更多的认识。

平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解 了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践 是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个课程设计对我 的作用是非常大的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识 是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的际动手能力和独立思考的能力。此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出 现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

九、参考文献

[1]钱培怡.电子电路实验及课程设计.西安电子科技大学出版社.1992 [2]王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.高等教育出版社.1999 [3]谢自美.电子线路设计实验测试.华中科技大学出版社.2000

[4]阎石，《数字电子技术基础》，清华大学电子学教研组，高等教育出版社，1983 [5]童诗白.模拟电子技术基础 第四版[M]北京高等教育出版社2005 [6]彭华林等编数字电子技术长沙：湖南大学出版社，2004年

篇7：单片机课程设计 智力抢答器摘要

摘要

硬件系统设计

1）控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路组成。其中单片机AT89C51是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作.2）硬件组成及所需元件：该系统的核心器件是AT89C51。在其外围接上复位电路、上拉电阻、数码管、按钮及扬声器。元件为：晶振X1、电容C1、C2、C3、电阻RP1。P3.0和P3.1由裁判控制,分别是抢答停止和开始键。P1.0-P1.7是8组抢答的输入口, P2.0--P2.3口为数码管的段选口,位选口用的是P0.0--P0.6口输出,外部中断0、1和P3.3，P3.4为抢答记时调整口,实现的对个队进行计时，并且加减调整,外部中断0，1实现了答题时间调整.P3.4P3.5分别实现了时间的加一和减一.P3.6为蜂鸣器的控制口。控制系统集成调试环境,集成了编缉器、编译器、调试器，支持软件模拟，支持项目管理功能强大的观察窗口,支持所有的数据类型。树状结构显示，一目了然，支持ASM（汇编）、C语言,多语言多模块源程序混合调试，在线直接修改、编译、调试源程序，错误指令定位。功能很强大。系统仿真还用到了PROTUCE软件，可通过仿真可以完全显示出所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助.关键字：单片机；仿真；编译；程序

篇8：智力竞赛抢答器的PLC设计实现

抢答器是进行各类智力竞赛必不可少的工具。很多早期设计以模拟电路、数字电路或者模数混合电路实现其控制要求。随着对抢答器控制要求的不断提高, 以及PLC这一工控产品的使用普及和成本的降低, 也出现了以PLC为控制核心的抢答器。抢答器这一PLC设计题也作为较具典型性的课题出现在了各类高校的PLC课程试验中。而PLC的特殊工作方式决定了以类似继电器回路的起保停电路加互锁实现的抢答器存在公平性影响问题, 本文以三菱FX系列PLC为例做说明。

1 原抢答器设计

1.1抢答器设计要求

以某教材上参考题为例:四队参加比赛, 设有主持人总台及四个参赛队分台。总台设有总台灯、总台开始及总台复位按钮。分台装有分台灯及抢答按钮。主持人按下开始按钮后, 总台灯亮, 同时开始进入抢答时间, 计时20S。20S时间内, 各参赛队按分台抢答按钮进行抢答, 以时间为优先条件, 某队抢到后, 分台灯亮, 总台灯以1S为周期进行闪烁, 同时其余3队抢答按钮失效。如某队提前抢答, 该参赛队违例, 分台灯亮, 需主持人按下复位按钮后停止。20S内无人抢答总台灯闪烁, 同时分台抢答按钮失效抢答, 同样需主持人按下复位按钮停止, 再按开始按钮可进行下一轮抢答。

1.2 PLC选型及I/0地址分配

由设计要求知, 输入信号为总台开始按钮、复位按钮各一, 分台抢答按钮各一。故需要输入点大于等于6;输出点所需驱动负载为总台灯、分台灯各一, 共需5点。故所选PLC为三菱FX2N-16MR型。该PLC共有8输入、8输出点, 输出方式为继电器输出类型, 灯负载最大可带AC220V100W, 满足设计需求。地址分配如下表所示:

1.3 PLC输入输出外部接线示意图 (如图1-1)

1.4抢答部分PLC程序 (如图1-2)

1.5程序设计思路分析

上述部分程序段是PLC设计抢答器的常用参考程序中涉及抢答的一段。主要根据继电器的起保停电路进行设计。其中的辅助继电器M0作抢答允许条件用。使用输出继电器的常开触点做自锁, 使用常闭触点做联锁以保证某一路接通时其余回路都断开, 使其余组抢答失效。

1.6 PLC和继电器控制装置运行方式比较

1.6.1继电器控制装置工作方式

继电器控制装置采用的是硬逻辑并行运行的方式, 即一个继电器的线圈通电或断电, 该继电器的所有触电不论在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作[1]。

1.6.2 PLC工作方式

PLC的CUP则采用顺序逐条地扫描用户程序的运行方式, 如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开, 该线圈的所有触点不会立即动作, 必须等到扫描到该触点时才会动作[1]。PLC在完成输入采样, 将输入状态读入到输入锁存器中, 进入程序执行阶段, 按照由左到右、先上后下的顺序, 对触点构成的控制线路进行逻辑运算, 并根据逻辑运算结构, 刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态, 或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态[2]。最后进入输出刷新阶段, 在扫描程序结束后, 将输出锁存中的输出信号经输出电路驱动相应的外设。

1.7抢答器程序工作分析

由PLC的工作方式决定, 如果如果1队先抢, X2有输入, Y1直接为ON, 在Y1线圈下面的Y1常闭触头在本扫描周期即进入动作状态, 互锁作用生效。而2队先抢, X3有输入为ON, 则在第一个扫描周期内, 在Y2线圈前的Y2触头属于初始非动作状态, 要到第二个扫描周期时才会进入动作状态起到互锁作用。

由此, 如果发生两个或两个以上抢答按钮同时闭合, 如上图中SB3、SB4同时抢答按下即X2、X3同时有输入信号时, 按照程序扫描顺序, 始终Y1先ON, 然后互锁起作用, 阻止Y2的ON。也就造成了抢答器在抢答时间相同条件下还存在程序优先, 造成了实际操作的公平性影响。

2 抢答器程序改进

2.1程序改进方法

增加两人同时抢答触发状态, 使得当两人同时抢答时停止分组应答, 触发类似违例状态。以避免PLC程序扫描造成的公平性影响。

2.2改进程序段

如图2-1所示。

2.3程序分析

程序功能:使用分台抢答按钮输入信号的上升沿脉冲触发启动辅助继电器M1, 使用M1作为两个或两个以上同时抢答信号。可使用此信号增加部分功能, 如使同时抢答的两方台灯亮或闪烁等。使主持人复位重新开始抢答。

3 PLC仿真

改进后使用三菱Gx-Simulator仿真软件进行仿真调试, 效果良好。

4 结束语

我们在使用PLC编程时通常使用梯形图语言。虽说梯形图源于继电器控制装置的回路图, 两者有一定类似性, 但不能完全等同。即我们在使用PLC进行设计编程时, 必须考虑到PLC工作方式的特殊性, 以避免在应用过程中出现疏漏。

摘要：针对使用PLC作智力竞赛抢答器的编程问题作讨论, 通过程序设计弥补使用PLC作为控制核心所造成的抢答器公平性影响。最终使用仿真软件对所编制程序进行仿真实现。

关键词：抢答器,PLC,仿真

参考文献

[1]赵丁选.光机电一体化设计使用手册[M].北京:化学工业出版社, 工业装备与信息工程出版中心, 2003;155-156.

篇9：基于PLC控制的抢答器

【关键词】PLC；抢答器；MCU

1.可编程控制器（PLC）

可编程控制器，已经是现代工业控制的核心。我国在工业改造过程中也在逐步大量使用。但它的使用特点使其不仅在工业控制（钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺）方面，在其它控制方面应用也越来越多，如电梯、大型建筑物的外景灯、城市中的立体停车场以及自动门等等。因其接线简单，程序易学，已被越来越多的人接受，除自动化专业之外其它工科专业也将其作为一门必修课。

可编程控制器本身容易控制，与其连接的器件也越来越多，特别是触摸屏。这两种器件结合到一起用的例子特别多。

2.PLC实现的抢答器

抢答器现在经常见于各种各样的比赛、娱乐等活动中。抢答器功能描述起来很简单，就是在众多人中找出最先举手回答问题的那个人，但因为人的观察力和反映时间致使很难实现这个过程，所以借助仪器来完成，因为用处理器可以将细微的时间差别判断出来，再锁定并显示出来。

在抢答器的制作中MCU也是经常会用到的一种，相对PLC来说，它小巧、便宜且功能强大，所以在微控制方面使用量很大。但它需要专用电源支持，且与之连接的器件需要焊接，这就使得在某些环境下使用不大方便。在这里说的这款抢答器，只要器件齐全，只需一把螺丝刀就可以完成连接。

3.实现过程

（1）所需的硬件：

按键：一般情况下应该选择点动，通过程序识别最先按下的那一次。如果选用带自锁的按键，在每次抢按后还需要自己复位。

显示器：大屏幕方便观看，但需要通信功能的保证。所以可选用简单的，稍大些的LED显示十进制数字即可。最好加上译码电路，这样可以省下几个输出地址。

蜂鸣器：用于提示抢答信号已经被识别。

指示灯：可接至抢答人的控制台用于提示自己是否抢答成功，可用LED完成。

指示灯和蜂鸣器需加限流电路方可与PLC直连。

本方案选用的是西门子公司的PLC，型号CPU224，因为点位限制只加了部分指示灯，依靠单个数码管显示。

地址分配如下。

输入部分：

启动I0.0

按钮1号I0.1

按钮2号I0.2

按钮3号I0.3

按钮4号I0.4

按钮5号I0.5

按钮6号I0.6

停止I0.7

启动缓冲M0.0

输出部分：

组1灯Q0.0

组2灯Q0.1

组3灯Q0.2

组4灯Q0.3

组5灯M0.4

组6灯M0.5

显示位1 Q0.5

显示位2Q0.6

显示位4Q0.7

显示位8Q1.0

蜂鸣器 Q1.1

（2）软件实现：

主程序OB1

网络1

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮1号:I0.1

O 组1灯:Q0.0

ALD

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组1灯:Q0.0

网络2

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮2号:I0.2

O 组2灯:Q0.1

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组2灯:Q0.1

网络3

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮3号:I0.3

O 组3灯:Q0.2

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组3灯:Q0.2

网络4

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮4号:I0.4

O 组4灯:Q0.3

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组5灯:M0.4

AN 组6灯:M0.5

= 组4灯:Q0.3

网络5

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮5号:I0.5

O 组5灯:M0.4

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组6灯:M0.5

= 组5灯:M0.4

网络6

LD 启动缓冲:M0.0

LD 按钮6号:I0.6

O 组6灯:M0.5

ALD

AN 组1灯:Q0.0

AN 组2灯:Q0.1

AN 组3灯:Q0.2

AN 组4灯:Q0.3

AN 组5灯:M0.4

= 组6灯:M0.5

网络7

LD 启动:I0.0

O 启动缓冲:M0.0

AN 停止:I0.7

= 启动缓冲:M0.0

网络8 //复位，开始下一轮抢答

LD 停止:I0.7

EU

R 组1灯:Q0.0,9

R 组5灯:M0.4,2

网络9 //启动显示子程序

LD 启动缓冲:M0.0

CALL SBR_0:SBR0

子程序SBR0：

七段显示子程序（数码管带译码器，所以用PLC输出8421BCD码）。

网络1

LD 组1灯:Q0.0

S 显示位1:Q0.5,1

R 显示位2:Q0.6,3

网络2

LD 组2灯:Q0.1

S 显示位2:Q0.6,1

R 显示位4:Q0.7,2

R 显示位1:Q0.5,1

网络3

LD 组3灯:Q0.2

S 显示位1:Q0.5,2

R 显示位4:Q0.7,2

网络4

LD 组4灯:Q0.3

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位1:Q0.5,2

R 显示位8:Q1.0,1

网络5

LD 组5灯:M0.4

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位2:Q0.6,1

R 显示位8:Q1.0,1

S 显示位1:Q0.5,1

网络6

LD 组6灯:M0.5

S 显示位4:Q0.7,1

R 显示位1:Q0.5,1

R 显示位8:Q1.0,1

S 显示位2:Q0.6,1

网络7 //T37为蜂鸣器定时。

LD 组1灯:Q0.0

O 组2灯:Q0.1

O 组3灯:Q0.2

O 组4灯:Q0.3

O 组5灯:M0.4

O 组6灯:M0.5

TON T37,15

网络8

LD 组1灯:Q0.0

O 组2灯:Q0.1

O 组3灯:Q0.2

O 组4灯:Q0.3

O 组5灯:M0.4

O 组6灯:M0.5

AN T37

= 蜂鸣器:Q1.1

4.结束语

采用以上方法实现的抢答器，功能上不差于任何集成品。如有充裕经费，可适当扩展功能，增加些外观，就与比赛中所用的无异了。本方案亦可作为学校PLC课程的一个实训活动，无须多少花费就可锻炼学生的动手能力或团队协作能力。

作者简介：王剑锋（1981—），西安外事学院工学院实验中心工程师。

篇10：抢答器PLC控制系统课程设计

大学四年的学习生活中，会遇到各种各样的竞赛，抢答器便成为了主要的工具之一。而现在的抢答器智能化越来越强，这必然会提高抢答器的成本。本抢答器与其他抢答器电路相比较成本低、制作方便，并且还有作弊显示功能。因此，这款四路抢答器摒弃了成本高、体积大、操作复杂等不足。我们采用了数字显示器直接指示，因而本抢答器具有显示直观，操作简单的特点。

二、主要功能及技术指标

抢答器的工作原理是用矩阵式键盘进行抢答。采用动态显示组号。主持人按下开始抢答键才可以抢答。主持人没有按下开始抢答按纽（P3.2），有人抢答则抢答违规，报警并显示组号，主持人按下开始抢答开关重新抢答。主持人按下开始抢答按纽（P3.2），蜂鸣响声提示，且数码管10秒倒计时（10秒内抢答有效），有人在10秒抢答，蜂鸣器响声提示并显示他的组号，3秒开始20秒倒计时（20秒内必须回答完问题）。20秒后主持人按下复位开关为下一题的抢答做准备。单片机最小系统、抢答按键模块（四位并行数码显示、1*4矩阵式键盘）、显示模块、抢答开关模块、蜂鸣器输出模块。

三、系统组成及原理

1、分图

四、软件

1、分配流程图

初始化开始

20秒回答问题时间到并响声提示调用读键子程序作为延时程序设定定时器初值并启动定时器中断条件是否满足Y开中断并响声提示NN读键盘是否有键按下Y调用显示抢答违规并报警子程序报警提示编号10秒抢答倒计时开始显示显示违规者编号是否有按键按下NY调用抢答者获得回答的子程序10到时中断并返回响声提示设定定时器初值并启动显示抢答者并且3秒后倒计时RET3

2、源程序

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP ESS1 ORG 0100H MAIN:SETB EA SETB EX1 SETB IT1;外部中断1初始化 L16:MOV P1,#0FFH MOV R2,#00H CLR P1.0 INC R2 JB P1.4,L0 LCALL DE0 L0:INC R2 JB P1.5,L1 LCALL DE0 L1:INC R2 JB P1.6,L2 LCALL DE0 L2:INC R2 JB P1.7,L3 LCALL DE0 L3:SETB P1.0 CLR P1.1 INC R2 JB P1.4,L4 LCALL DE0 L4:INC R2 JB P1.5,L5 LCALL DE0 L5:INC R2 JB P1.6,L6 LCALL DE0 L6:INC R2 JB P1.7,L7 LCALL DE0 L7:SETB P1.1 CLR P1.2 INC R2 JB P1.4,L8 LCALL DE0 L8:INC R2

JB P1.5,L9 LCALL DE0 L9:INC R2 JB P1.6,L10 LCALL DE0 L10:INC R2 JB P1.7,L11 LCALL DE0 L11:SETB P1.2 LJMP L16;读行列式键盘 ESS1:MOV 70H,#30D;外部中断1 MOV R7,#0CH CLR P3.0 S2:LCALL DELAY DJNZ 70H,S2 SETB P3.0;蜂鸣器提示开始抢答 MOV TMOD,#00010000B MOV R3,#0AH L20:MOV 55H,#14H L19:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H;定时器1初始化 SETB TR1;启动定时器1 MOV A,R3 MOV B,#0AH DIV AB MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV 53H,A CLR P2.4 MOV P0,53H LCALL DELAY1 SETB P2.4 MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 54H,A CLR P2.5 MOV P0,54H LCALL DELAY1 SETB P2.5 L18:JNB TF1,L18 CLR TF1 DJNZ 55H,L19 DEC R3 CJNE R7,#00H,D6

LJMP D5 D6:CJNE R3,#0FFH,L21 LJMP L22 L21:LJMP L20;抢答倒计时 L22:MOV 73H,#02D S5:MOV 70H,#20D MOV 71H,#20H CLR P3.0 S4:LCALL DELAY DJNZ 70H,S4 SETB P3.0 S6:LCALL DELAY DJNZ 71H,S6 DJNZ 73H,S5;抢答倒计时时间到声音提示 D5:RETI DE0:MOV DPTR,#TAB;抢答违规报警并显示抢答违规组号 MOV A,R2 MOV B,#0AH S10:MOV 72H,#20D MOV 73H,#10D CLR P3.0 S8:LCALL LCC DJNZ 72H,S8 SETB P3.0 S9:LCALL LCC DJNZ 73H,S9 DJNZ 71H,S10 L17:LCALL LCC LJMP L17 LCC:CLR P2.4 MOV P0,50H LCALL DELAY DELAY1:MOV P1,#0FFH;正常抢答读键 MOV R4,#250D W17:MOV R2,#00H CLR P1.0 INC R2 JB P1.4,W0 LCALL DE1 W0:INC R2 JB P1.5,W1 LCALL DE1 W1:INC R2 JB P1.6,W2 LCALL DE1 W2:INC R2 JB P1.7,W3 LCALL DE1 W3:SETB P1.0 CLR P1.1 INC R2 JB P1.4,W4 LCALL DE1 W4:INC R2 JB P1.5,W5 LCALL DE1 W5:INC R2 JB P1.6,W6 LCALL DE1 W6:INC R2 JB P1.7,W7 LCALL DE1 W7:SETB P1.1 CLR P1.2 INC R2 JB P1.4,W8 LCALL DE1 W8:INC R2 JB P1.5,W9 LCALL DE1 W9:INC R2 JB P1.6,W10 LCALL DE1 W10:INC R2 JB P1.7,W15 LCALL DE1 W15:SETB P1.3 DJNZ R4,W16 LJMP W18 W16:LJMP W17 W18:RET DE1:MOV P1,#0FFH;MOV 70H,#20D CLR P3.0 S3:LCALL DELAY DJNZ 70H,S3 SETB P3.0 SETB P2.0 抢答成功声音提示及回答问题时间20秒倒计时7

SETB P2.1 MOV DPTR,#TAB MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV 56H,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 57H,A MOV TMOD,#00000001B MOV R5,#16H L32:MOV R6,#14H L31:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 CLR P2.4 MOV P0,56H LCALL DELAY SETB P2.4 CLR P2.5 MOV P0,57H LCALL DELAY SETB P2.5 CJNE R5,#14H,L34 LJMP L35 L34: JC L35 LJMP L30 L35: MOV A,R5 MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV 58H,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 59H,A CLR P2.6 MOV P0,58H LCALL DELAY SETB P2.6 CLR P2.7 MOV P0,59H LCALL DELAY SETB P2.7 L30:JNB TF0,L30 CLR TF0 DJNZ R6,L31 DEC R5 CJNE R5,#0FFH,L32 MOV P1,#0FFH MOV 70H,#50D CLR P3.0 S7:LCALL DELAY DJNZ 70H,S7 SETB P3.0 MOV P2,#0FFH MOV R3,#00H MOV R7,#00H RET DELAY:MOV 51H,#10D;延时子程序 D0:MOV 52H,#248D D1:DJNZ 52H,D1 DJNZ 51H,D0 RET TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END

五、分析

这次实训遗憾的是，我的实训材料是买的成品的板，没有自己去焊制自己的实训板，当然这节省了一些时间，但是，在原理图上确实也花费了一些时间。对于四路抢答器的程序方面，也有需要改进的地方，有很多的不合适的地方，比如，在违规抢答倒计时方面，当你违规抢答时，也会出现20秒的倒计时，和正常抢答的一样。所以，在以后的编程和调试过程中还应该注意这种小的毛病。

六、体会

本次实训使我对单片机有课更加深入的了解，以及对汇编语言的编程有了更进一步的体会，知道在编程的过程中会有大量的错误产生，一次一次的修改，有时真的比较麻烦。在最初读程序的过程中，也遇到过大量的程序读不懂，在编程的过程中，确实话费了很多的时间。

在此我非常要感谢的是各位知道老师不遗余力的指导，同样也非常感谢同学的帮助，在我不懂程序时帮助我完善程序。这次实训能够顺利的完成，当然与我个人的努力也是分不开的。

七、参考文献

[1]张鑫《单片机原理及应用》电子工业出版社2010年

[2]李泉溪《单片机原理与应用实例仿真》北京航天航空大学出版社 2009年

篇11：抢答器PLC控制系统课程设计

兹发给2012级机电1班学生温伟杰课程设计任务书,内容如下: 1.设计题目:天塔之光模拟控制 2.应完成的项目:(1选题的背景和意义;(2明确设计任务,拟定总体设计方案(有机械结构的要进行结构设计,三维软件建模;

(3硬件设计,传感器、PLC(和电机选型,设计信号采集、转换电路,画出PLC端口分配图、接线控制端子连接图;(4软件设计,编写控制程序流程图(或重要程序,设计人机界面;(5课程设计说明书1份。3.参考资料以及说明:(1王国海可编程序控制器及其应用[M]北京:中国劳动社会保障出版社, 2007(2钟肇新可编程控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2003(3常晓玲电气控制系统与可编程控制器[M].北京:机械工业出版社,2004(4盖超会阳胜峰.三菱PLC与变频器、触摸屏综合培训教程[M].北京:中国电力出版社,2011(5廖常初FX2N系列PLC编程及其应用[M]北京:机械工业出版社.2005 4.本设计任务书于2015年10月12日发出,应于2015年10月30日前完成,然后进行答辩。

指导教师签发2015年10月30日 课程设计评语: 课程设计总评成绩: 指导教师签字: 年月日 目录

摘要.......................................................................................................................................................I 第一章绪论(1 1.1论文选题背景及意义(1 1.2现状和发展趋势(1 第二章天塔之光系统总体设计方案(2 2.1设计方案(2 第三章硬件设计(3 3.1PLC的选型(3 3.1.1日本三菱FX2n(3 3.1.2德国西门子S7(3 3.1.3美国通用(4 3.2I/O接口分配表(5 3.3天塔之光系统电气原理图(6 第四章软件设计(7 4.1流程图(7 4.2天塔之光重要梯形图(8 4.3人机界面(9 4.3.1 触摸屏设计界面(9

4.3.2 触摸屏仿真界面(9 第五章总结(12 参考文献(13 附件(14 摘要

本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对天塔之光的控制,阐述了控制方案。实现天塔之光功能的方式有多种,可以采用早期的模拟电路、数字电路或数模混合电路。今年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-64MR 型PLC作为核心控制器进行天塔之光系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。

关键词:PLC 控制天塔之光 第一章绪论

1.1论文选题背景及意义

随着时代的发展与科学水平的进步,加强对PLC技术的研究具有重要意义。原来的艺术灯饰控制系统常采用继电器逻辑控制或电子逻辑控制装置,这种控制方式存在着硬件布线复杂.安装和维护不方便,灵活性差,可靠性不高的缺点,尤其是在实现多层次的大中型艺术灯饰的控制上工作量很大。本设计采用PLC来实现艺术照明灯的自动控制,具有工作量少,接线简单,工作可靠,易于修改闪动次数和亮.灭持续时间的优点,减少扫描时间,这是PLC编程必须遵循的原则,这种设计可以满足各种造型要求,受到良好的视觉效果。

1.2现状和发展趋势

PLC是目前工业控制中使用最为普遍的一种。PLC是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置,它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起,具有高可靠性.灵活通用,易于编程和使用方便等特点,近年来在工业自动控制.机电一体化以及改造传统产业等方面得到广泛的应用,被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首。

属于电类专业,电气工程实际上是其母体。电气工程及其自动化的研究对象是电能,而电信息的检测、处理、控制等技术在电能从产生到利用的各个环节中都起着越来越重要的作用。因此,有关电信息的研究也成了电气工程及其自动迄今为止,通信和计算机都主要以电作为信息的载体。因此,这些专业也都化专业的重要组成部分,专业名称中也就有了的“及其自动化”。

近年来,PLC的功能不断完善,随着计算机技术.信号处理技术.控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在运动控制.过程控制的领域也发挥着十分重要的作用。PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内,PLC在我国仍将保持高速增长势头。

第二章天塔之光系统总体设计方案 2.1 设计方案

PLC控制天塔之光,天塔之光由9盏灯按照一定的规律点亮及熄灭,不断循环发光。

(1控制流程为:环绕型闪烁。

具体流程为: L8亮→2s后→L9亮→2s后→L6亮→2s后→L7亮→2s后→L4亮→2s后→L5亮→2s后→L2亮→2s后→L3亮→2s后→L1亮→2s后→全部熄灭→2s 后→L1亮→2s后→L3亮→2s后→L2亮→2s后→L5亮→2s后→L4亮→2s后→L7亮→2s后→L6亮→2s后→L9亮→2s后→L8亮→2s后→全部熄灭……如此循环。

(2控制流程为:发射型闪烁。

具体流程为: L1亮2s后熄灭→L2、L3、L4、L5亮2s后熄灭→L6、L7、L8、L9亮2s后熄灭→接着L1亮2s后熄灭;……如此循环。

本次设计选用第二种方案。

图2-1天塔示意图 第三章硬件设计 3.1 PLC的选型 3.1.1日本三菱FX2n FX2n系列PLC的主机成为基本单元,包括CPU、存储器、输入输出口及电源,是PLC的主要部分。为主机备有的扩展其输入输出的扩展单元,扩展模块及特殊功能模块单元扩展单元是用于增加I/O点数的装置,内部设有电源。扩展模块用于增加I/O四谙熟及改变I/O比例,内部无电源,由基本单元一起使用。FX2n系列PLC输入继电器及输出继电器的序号为8进制,其余器件的序号为十进制。从元件的最大序号可以了解可编程序控制器可能具有某类器件的最大数量。例如输入继电器的编

号范围为X0~X177,为8进制编号,可计算出FX2n系列PLC可能接入的最大输入信号数为18点,这是以CPU所能介入的最大输入信号数量标示的,并不是一台具体的基本单元或扩展安装的输入口的数量。

FX2n系列PLC有基本指令27条;步进梯形指令2条;应用指令 128种,298条。FX2n系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序的指令,它包括STL和 RET两条指令。其中步进梯形指令STL是利用内部状态软元件,在顺序控制程序上进行工序步进控制的指令;返回RET指令是表示状态流程结束用于返回主程序的指令。

3.1.2德国西门子S7 S7-200系列属于整体式小型PLC,用于代替继电器的简单控制场合,也可以用于复杂的自动化控制系统。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱

型机壳内。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I/O扩展模块供用户选用,CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。

3.1.3美国通用

GE Fanuc PLC 系列90-70 GE Fanuc系列90家族中高性能,大规模的系列系统机架采用标准的VME 总线结构可构成完全同步的CPU热备冗余配置 ESD双重化和三重化GMR系统配置具有梯形图逻辑,C,SFC,STATE LOGIC等多种编程能力系列90-30 成本低,性能高,易于组态,便于安装可构成同步的CPU热备冗余配置 VersaMax “Six Sigma”品质控制原则多种诊断功能活的通讯端口功能强大的处理器网络接口和特殊模块系列90-Micro一体化结构设计极强的通讯功能适合低成本的小规模控制场合,最具竞争力系列90-30PLC是GE Fanuc系列90 可编程序控制器家族的一员,提供最先进的编程特性,易于组态,便于安装,独有的创新结构开辟了一条最经济的工业控制途径。领先的技术系列90-30PLC 成本低,性能高,能方便地取代从简便的继电器到复杂的中型自动化应用系统场合。几年前需由高档PLC完成的任务现在则由系列90-30来代替。GE Fanuc不断地推出新产品,扩大使用范围,显示了

其技术的领先地位,它的CPU具有强大的功能,如内装PID,结构化编程,中断控制,间接寻址及各种功能模块,能完成复杂的操作。另外系列90-30PLC有功能很强的特殊模块可供选择,包括轴定位模块,高速计数器模块,BASIC和C语言协处理器模块及Genius通讯模块。GE Fanuc丰富的开关量I/O和模拟量I/O、简化启动和故障自诊以及容易与其他PLC、计算机集成一体的特性,使您确信,系列90-30是现在与未来PLC的明智选择。促进与第三方的合作促进与第三方的合作为了及时解决用户的需求,GE Fanuc提供第三家工业设备和软件包,合作的结果进一步扩大了系列90-30的能力,通用的产

品包括:热电偶、热电阻、步进电机模块、大电流继电器模块。NATURAL LANGUAGE STATE LOGIC CONTROL为那些在系列90-30编程方面没有经验的用户提供了新的编程方式。有些厂家具有数据采集和控制软件产品,将用系列90-30与个人计算机连机。这些软件包提供的软件和系列90-30之间的结合天衣无缝,许多操作接口使用SNP通讯协议与具有内装接口的系列90-30进行通讯。

由于各类PLC的工作原理、控制方法及编程程序语言的差别不太大,并且在校期间学过三菱公司的PLC,所以选用FX2N—32MR型号PLC。

3.2 I/O接口分配表

以下是FX2N—32MR型号PLC在本次天塔之光模拟控制中的I/O接口分配:: 表3-2 I/O接口分配表

3.3 天塔之光系统电气原理图

图3-3天塔之光系统电气原理图

当启动开关SB1闭合,塔灯按照设计好的程序进行;当SB2闭合,系统停止运行。

在PLC的输出端,接一只电阻和一个发光二极管就够成了PLC的天塔之光电路,电路中的器件选择可以通过计算和实验确定,也可以参考一些典型的电路参数,电路中电阻有分压作用,阻值大概在1.3KΩ左右,发光二极管的工作电压在3V左右,PLC的工作电压是24V，这样可以使天塔之光正常工作。

第四章软件设计 4.1 流程图

天塔之光模拟控制系统的PLC流程图,根据设计要求,控制流程图如图4-1所示:

图4-1 天塔之光程序流程图 4.2天塔之光重要梯形图 第一个延时程序如图4-2-1所示:

图4-2第一个延时程序图第二个延时程序如图4-2-2所示:

图4-3第二个延时程序图第三个延时程序如图4-2-4所示:

图4-4第三个延时程序图 4.3人机界面 4.3.1 触摸屏设计界面

本次课程设计需要9个指示灯、2个按钮,如图4-3-1所示:

图4-5人机触摸屏界面设计图 4.3.2 触摸屏仿真界面

按下启动按钮后,Y0灯亮,如图4-3-3-1所示。2秒后,Y0灯熄灭,同时Y1、Y2、Y3、Y4灯亮,如图4-3-3-2所示。2秒后,Y1、Y2、Y3、Y4灯熄灭,同时Y5、Y6、Y7、Y10灯亮,如图4-3-3-3所示。2秒后,Y5、Y6、Y7、Y10灯熄灭,同时Y0灯亮,如图4-3-3-1所示......如此一直循环,直到按下停止按钮,在完成当次循环后,所有灯熄灭,如图4-3-3-4所示。

图4-6触摸屏仿真图1

图4-7触摸屏仿真图2 图 4-8 触摸屏仿真图 3 图 4-9 触摸屏仿真图 4 11