plc六路搶答器課程設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)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(shù)</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(quán)編碼器構(gòu)成的邏輯電路，其運算速度慢，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比較簡單，特別是當(dāng)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(shè)計將以PLC為核心設(shè)計了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(guān)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(shè)計研究內(nèi)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(shè)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(shè)計6</b></p><p>　　4.1 I/O地址分配6</p><p>　　4.2 結(jié)構(gòu)流程圖7<

6、/p><p>　　4.3 梯形圖設(shè)計與分析8</p><p>　　4.4系統(tǒng)源程序11</p><p>　　5 程序調(diào)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(diào)試結(jié)果12</p><p><b>　　總 結(jié)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(nèi)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(shù)相當(dāng)成熟。但是隨著功能的增多，電路也越復(fù)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(diào)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(yīng)靈敏，便于參數(shù)調(diào)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(yīng)用

9、。</p><p>　　而對于科技飛速發(fā)展的今天，PLC、單片機應(yīng)用的不斷深入，帶動了傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)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(dāng)今社會的需要。該設(shè)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?qū)Ψ謹?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(wù)于

10、社會。</p><p>　　1.1 課程設(shè)計研究內(nèi)容</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)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(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。硬件設(shè)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(diào)試、測試，以達到設(shè)計要求。軟件設(shè)計部分，首先在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計，擬定詳細的工作計劃；然后進行具體設(shè)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(shè)計等；最后是對軟件進行調(diào)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(shè)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(jié)構(gòu)如圖1-1所示；總臺設(shè)有總臺開關(guān)及定時復(fù)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(nèi)完成搶答及答題;如果在120秒內(nèi)未完成則作超時處理。</p><p>　?。?）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>　　（５）、燈光亮與音響信號的

14、意義：</p><p>　?。保繇戫懀裁耄珕又甘緹袅痢　￠_始搶答</p><p>　　２．音響響２秒＋某隊指示燈亮　　由某參賽隊正常答題　</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(yīng)的回應(yīng)。</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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)X1-X6,輸出寄存器Y0-Y6分別對應(yīng)顯示器a-g,

17、Y10-Y15分別對應(yīng)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(shè)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(fù)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(shè)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(shè)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(fù)位。</p><p>　　在按下X0調(diào)用子程序時，采用Y17自鎖；如果沒有Y17的自鎖，當(dāng)主持人按下X0后，程序指針便進入搶答子程序，當(dāng)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(dāng)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(shè)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(yīng)的數(shù)字編碼見表1-4顯示 數(shù)字“1”對應(yīng)的編碼應(yīng)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(qū)動相應(yīng)段發(fā)光二極管點亮顯示對應(yīng)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(shè)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(diào)試</b></p><p>　　主程序：當(dāng)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(fù)位按鈕并聯(lián)，即定時器起復(fù)位作用。調(diào)用子程序CALL指令

28、調(diào)用子程序P0。FEND主程序結(jié)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(nèi)T0=120S內(nèi)完成搶答和答題，如果在規(guī)定的時間內(nèi)為完成如上操作則視為搶答超時；即120s后搶答器自動復(fù)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(nèi)完成搶答和答題完成，則主持人按下復(fù)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(dāng)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(yīng)的輸出寄存X2-X7在程序設(shè)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(jié)束。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這半個學(xué)期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下做完了這次PLC的課程設(shè)計工作.由于自己知識的缺乏及能力的有限，仍沒有能夠?qū)崿F(xiàn)像課題設(shè)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(shè)計，我能運用已學(xué)的知識解決我在設(shè)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(shè)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(shè)計相關(guān)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(shè)計通過了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。我想這對于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助的。在這次設(shè)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)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(shè)計我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)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(yīng)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(xué)習(xí)中得到改善。而且，通過這次設(shè)計，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會了堅持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好

33、的榜樣！同時，該設(shè)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(xué)習(xí)中繼續(xù)學(xué)習(xí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大三上學(xué)期不知不覺中就要結(jié)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(xué)校給我們提供這個能自我展示的平臺.感謝我的指導(dǎo)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(shè)計論文的完成，都非常耐心的對我

34、進行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)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(dǎo)、孜孜不倦我們才能順利的完成這次課程設(shè)計。在此，我還要感謝寢室的兄弟們在我完成課程設(shè)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(shù) [M] 北京: 化學(xué)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(yīng)用技術(shù) [M] 南京: 東南大學(xué)出版社，2003</p><p&g