菏泽学院蒋震机电工程学院
菏泽学院本科生课程设计（论文）任务书
设计（论文）题目儿童教授对决赛抢答器
院、系专业蒋震机电工程学院自动化学生姓名门学明学号 201017165 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
指导教师姓名侯建华职称副教授
注：1. 任务书由指导老师填写. 2. 任务书必须在第七学期第13周前下达给学生
目录
课程设计任务书 (1)
儿童、教授对决赛抢答器 (2)
摘要 (2)
关键词 (2)
Children，Professor finals Responde (2)
ABSTRACT (2)
Key words (2)
1课程设计目的 (3)
1.1 课程设计使用的仪器和器件 (3)
1.1.1 定时器 (4)
1.1.2 三极管 (5)
1.2 PLC的简介……………………………………………………………………
1.3 PLC的特点………………………………………………………………………
2 课程设计方法和内容 (7)
2.1 封锁电路 (7)
2.2 定时电路 (9)
2.3 报警电路 (10)
2.4.程序源代码 (13)
3 儿童、教授对决赛抢答器总电路图…………………………………………
4 系统功能调试…………………………………………………………………
5 参考文献 (16)
儿童、教授对决赛抢答器
自动化专业学生门学明
指导教师侯建华
摘要：
抢答器是在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观的判断出抢答者的机器。通过抢答者所处位置的指示灯显示、语音提醒、数字显示、警示显示等手段筛选出抢答违规者或一个抢答成功者。此设计一个抢答器，在抢答比赛中，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开始后方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。
关键词：封锁电路定时电路三极管
Children，Professor finals Responder
Student majoring in Automation majormenxueming
Tutor houjianhua
ABSTRACT：
Responder is a knowledge contest, sports and entertainment activities (Responder activities) in an accurate, fair and intuitive determine the answer in those machines. Answer by location through the lights display, voice reminders, digital display, warning display and other illegal means to filter out the answer or an answer winner. The design of a responder responder, in the game, children two contestants and any button can have a team of people, students. Professor two people to participate in the competition and the two people at the same time button to grab. The moderator announced before by the answer button. The host set reset button, grab and violation by the lamp indicator. Some people have a lucky ball rotation, violation when the sirens酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
Key words：Blocking circuit Timing circuit Transistor
方案设计与论证
抢答器的基本工作原理：
当主持人按下“开关”按钮后，选手可以通过按按钮的快慢来决定由谁来
回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上并伴有响声。
2、此后选手输入被锁住，如果主持人按下复位键则编号显示处不作任何显示。
然后主持人就按下计时开关，选手开始作答，作答的时间少于60秒，以倒
数的方式进行，而且通过显示屏把时间显示出来。
当选手作答仅剩10秒时，开始通过喇叭响来做提示。如果到了显示“00”
时，计时器不再进行倒数而停留在“00”状态。
此时选手仍没有作答成功，则主持人会对该选手进行减分处理，如果在“00”
之前作答成功则加分，分数也是通过计分器显示出来。
6、之后主持人按下开关，所有的显示及工作状态回到初始状态以便进行下一
次答题。
原理框架图（图1）
图1.原理框架图
方案一、对照上面原理框架图，各个主要的部分选用对应功能的芯片进行设计，如果在仿真时没能找到相应的芯片则用相近的。比如在选手抢答时的输入用74148优先编码器进行编码让一个输入有效，并用七段显示译码器显示出台号。
方案二、对照框架图，选用各种逻辑站以及相关的逻辑函数进行设计，编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码，并通过逻辑函数表达式的方式输入到显示译码器中让其显示出来。
通过比较可以得出方案一更可行，理由在于芯片组上集成的功能要强大些，且用的元器件的数目会相对少一些这样会更美观而且不容易出错。
1 课程设计目的
一、设计内容与要求
设计抢答器，在某抢答比赛，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开始后方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。
本设计为四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用声、光指示；
主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；
1.1课程设计使用的仪器和器件
1.1.1 定时器555定时器内部结构的简化原理图如下，它由3个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电BJT以及缓冲器G 组成。
定时器的主要功能取决于比较器的输出控制RS触发器和放电BJT T的状态。图中Rd为复位输入端，当Rd为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出V o为低电平。因此在正常工作时，应将其接高电平。
图1.1 555结构原理图
由图可知，当5脚悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3Vcc和1/3Vcc。
当VI1>2/3Vcc，VI2>1/3Vcc时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器被置0，放电三极管T导通，输出端Vo为低电平。
当VI1<2/3Vcc，VI2<1/3Vcc时，比较器C1输出高电平,比较器C2输出输出低电平，基本RS触发器被置1，放电三极管截止，输出端Vo为高电平。
当VI1<2/3Vcc，VI2>1/3Vcc时，基本RS触发器R=1、S=1，触发器状态不变，电路以保持原状态不变。
表1.1 555功能表
1.1.2 三极管
在这次设计的用于竞赛的抢答器，电路图时很简单，组成器件应该说都是数电和模电中很常见的。
关于模电中用到的器件主要是三极管、发光二极管以及电容等。在模电中主要学习了三极管的放大功能和开关作用，而在这次设计的电路中，主要是运用了三极管的开关作用。
三极管的三种工作状态：1当0>V
BE 、0 I C βI B 三极管正向导通，此时工作在放大状态；2当0 BC 时，三极管工作在截止区。其中三极管的开关作用就是利用了它的2、3两点性质。 而这次主要用到的器件都是来自数电中，比如：触发器、逻辑门、译码器、数码管以及555定时器等。而在使用中各个器件也不是独立工作。 JK 出触发器如图功能有： ⑴主从JK 触发器具有置位、复位、保持（记忆）和计数功能； ⑵主从JK 触发器属于脉冲触发方式，触发翻转只在时钟脉冲的负跳变沿发生； ⑶不存在约束条件，但存在一次变化现象。 ⑷产生一次变化的原因是因为在CP=1期间，主触发器一直在接收数据，但主触发器在某些条件下（Q=0，CP=1期间J 端出现正跳沿干扰或Q=1，CP=1期间K 端出现正跳沿干扰），不能完全随输入信号的变化而发生相应的变化，以至影响从触发器 状态与输入信号的不对应。此次用3个JK 触发器主要是构成三位二进制倒计时器计数器，其中前一个JK 触发器的Qn 端接下一个JK 触发器CP 端。CLR 接主持人控制端。 集成555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在一起的中规模集成电路, 因集成电路内部含有3个5千欧电阻而得名,在控制、定时、检测、放声、报警等方面有着广泛的应用。而这次是将555够成一个多谐振荡器。 D触发器如图，其功能有： ⑴D触发器具有接收并记忆信号的功能，又称为锁存器。 ⑵D触发器属于脉冲触发方式。 ⑶D触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰性能强，工作速度快。 而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。 综上所述可知在本次设计的电路中，RS边沿D触发器有四个，其作用是用来锁存非最先抢答者的抢答信号。而三个JK触发器则是构成了一个减法计数器且和555定时器一起使用，形成一个倒计时器，555是为JK触发器定时提供提够脉冲，使JK触发器工作。4511译码器将JK触发器输出的信号转换成能够在数码管上显示的有效信号。还有就是74190可逆计数器，主要是用来计算选手得分情况 1.2 PLC的简介 PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形式一体，易于拓展其功能的原则设计。 PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置，使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降，使PLC的成本下降，同时又由于PLC的功能大大增强，使PLC 的应用越来越广泛，广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。 1.3 PLC的特点 ⑴抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但 使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。 微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁波干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。而PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸收了生产控制经验，主要模块均采用了大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、抗震等都有精确的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力，目前个生产厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时，有的甚至达到了几十万小时。 ⑵控制系统结构简单、通用性强、应用灵活 PLC产品均成系列化生产，品种齐全，外围模块品种也多，可有各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。在PLC 构成的控制系统中，只需在PLC的端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而有繁杂的硬件接线线路。当控制要求改变，需要变更控制系统功能时，可以用编程器在线或离线修改程序，修改接线量很小。同一个PLC 装置有、用于不同的控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。 ⑶编程方便，易于使用 PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，深受现场电气技术人员的欢迎。 ⑷功能完善，扩展能力强 PLC中含有数量巨大的用于开关量处理的继电器类软件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器控制所不能实现的。PLC 内部具有许多控制功能，能方便地实现D/A、A/D转换及PID运算，实现过程控制、数字控制等功能。PLC具有通信联网功能，他不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线。他不但可以进行现场控制，还可以用于远程控制。 ⑸ PLC控制系统设计、安装、调试方便 PLC中相当于继电器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件”数量巨大，硬件齐全，且为模块化积木式结构，并已商品化，故可按性能、容量（输入、输出点、内存大小）等选用组装。又由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线量大大减小，设计人员只要一台PLC就可进行控制系统的设计可在实验室进行模拟调试。而继电接触器系统需要在现场调试，工作量很大且繁难。 PLC控制系统的工作状态状态、通信状态、异常状态和I/O点的状态均有显示。工作人员通过他可查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。 ⑹结构紧凑体积小、重量轻，易于实现机电一体化。 由于以上特点，使得PLC获得极为广泛的应用。 2 课程设计方法和内容 2.1 封锁电路 封锁电路的主要功能是分辨选手按键的先后，并能把第一个抢答者的编号锁存起来，并使其他选手的按键操作无效。实现该电路的功能的主要芯片是74175（图1为功能表，图2为逻辑功能图，图3为锁存器电路） 表2.1 图2.1 工作原理：当主持人控制开关处于“清零”位置时该电路清零即当RD 接低电平时，1Q ，2Q ，3Q ，4Q 全为低电平，各显示灯均熄灭，即此时封锁器电路不工作，当主持人将开关拨到“开始”后即RD 为高电平时，此时锁存器处于工作状态，即抢答器电路处于等待工作状态。这时当有选手将按键按下时（如按下SW2）。此时1D =1，由D 触发器的功能可知，此时1Q =1，1Q =0。当1Q =0时，1Q 2Q 3Q 4Q 经过与非门变为1再经过非门变为0，再和4个选手组成的或门逻辑器再与，选手就可以通过开关来抢答，而且只有一次输入变化，因此CP 只接收到一次的电平变化，因此那就后就保持了第一次的输出所以就封锁了CP 的输入，此时74175不再工作，从而实现了封锁其他选手的作答。只有在第一个人答完以后，由主持人操作清零开关使抢答器电路复位，才能进行下一的抢答。2.2. 定时电路 节目主持人通过按复位键来进行抢答倒计时。如图2.2。定时9秒，把74LS192 对应的9，10，1，15四个端子预置为“1001”。计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路555提供。当复位开关按下时，给74ls192一个低电平，从而开始倒计时，每来一个脉冲信号进行减计数一次。当有选手抢答或借位信号时，就使得74ls192的输入脉冲变成低电平，从而实现倒计时的停止。再按复位键时，再一次倒计时。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。 图2.2定时电路 2.3报警电路 由74ls121和蜂鸣器构成的报警电路，但仿真中没有74ls121，因此用功能相同的MONOSTABLE VIRTUAL（后文简称A1）来代替仿真，如图2.3所示。其中A1的脉冲输入端是由复位信号和Q非的与信号和借位信号与在一起来提供的。当其中一个信号为低电平时，使得A1得到一个下降沿脉冲，从而使A1的Q端输出一个宽度为一秒的高电平，那么蜂鸣器就会响一秒。反之，电路停振，蜂鸣器不响。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。 图2.3 报警电路 3 儿童、教授对决赛抢答器总电路图 4.系统功能调试 这次设计的抢答器电路图简单，很多芯片的逻辑功能也都很清楚所以在调试时可以前判断该电路会是怎样的结果，对于这个抢答器,它涉及的大多都是数字电路的问题.所需要调试的值并不多.首先将各个模块连接到一起后,注意检查各个部分是否连接正确, 还得仔细地看一下所用器件的型号是不是我们要的那种,在确保连接无误的情况下.那就能将整个电路进行防真了。按动各个按键，看看各管脚的电平变化是不是正确的，同时观察各个集成器件的各个管脚的电平变化情况，以及数码显示器的显示是否正确.如有不正确的就将其逐个问题解决了再进行后面的调试，直到所有问题都解决了为止。 当连接好所有电路后，我们小组几个人一起，让一个人当主持人，另外几个当选手进行试验。首先主持人断开控制开关，宣布抢答开始，当有选手抢答时,该选手的指示灯闪烁，并且扬声器也鸣叫提示其他选手停止抢答，但该选手回答玩主持人的问题后，主持人宣布他回答是否正确，正确或错误就用计分器相应给他加（减）分。 另外也测试了当主持人合拢抢答开关时，看能否抢答。结果和预测的一样是不能抢答的。 本次实验所用的仿真软件为ISIS,由于ISIS比较简单易懂,比较适合初学者使用,但ISIS存在仿真元件不齐的问题.所以在仿真过程中会遇到一些找不到元件的问题,这就需要我们寻找其他的相同功能的元器件进行替代.这是我们在用ISIS中应该最注意的问题. 总之在用ISIS仿真中我们多多少少会遇到一些问题,我们应当尽量去解决这些问题,得到我们所需要的仿真效果. 此抢答器设计是按要求一步一步完成的，因此主要功能有三个： ⑴抢答器的抢答功能，它能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者信息 用声、光指示。 ⑵具有倒计时功能，这样可以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间无， 倒计时器的显示为0，并且指示灯亮起，提示选手不能抢答。 ⑶还具有计分功能，即统计选手得分情况。 5 结论与心得 本次课程设计对于我的课题的要求基本上实现了。这次课程设计时间有点匆忙，虽然大部分的功能都实现了，但是还是会存在不完美的地方，实在是时间有点紧，没办法做长时间的修改。 设计进行地比较成功，对常用的芯片无论是从功能上，还是构造上都在了更深的了解，更重要的是锻炼了我们的动手能力，平时看书都能看得明白，但是到了仿真的时候还是会出现很多的问题，有时候一个小失误致使整个电路工作状态出现错误，但是还是能过一次次的调试，一次次地去修改最后得出了成品。也学了一个新的软件，这也是很重要的。 反正这次课程设计收获也不少，但是如果时间能够再充分一点，我相信自己能够做得更好。 6 参考文献 [1]《数字电子技术基本教程》 [M] 阎石清华大学出版社 [2].《电路与电子技术实验》 [DB] 电工电子实验中心 PLC功能流程图的组成 plc功能图的基本构成元素是步、有向线段、转移和动作说明。 (1)步和初始步。 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如PLC内部的位存储器、顺序控制继电器等）。步的图形符号如图1(a)所示。当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，通常称为“活动步”。 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。初始步通常是系统处于等待启动命令的相对静止的状态。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图1(b)所示。 (2)有向线段和转移。 转移是为了说明从一个步到另一个步的切换条件。两个步之间用一个有向线段表示可以切换，同时指明了转移的方向（向下的箭头可以省略）。 在两个步之间的有向线段上用一段短横线表示转移。在短横线旁，可以用文字、图形符号或逻辑表达式注明转移条 件的具体内容。当邻两步之间的转移条件满足时，两步之间自动的切换得以实现。 有向线段和转移及转移条件如图2所示。 图1 步和初始步 图2 转移 (3)动作说明。 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如图7.8所示。 动作可以分为存储型和非存储型两类，非存储型动作是指当动作所对应的步为活动步时，动作被执行；步为非活动步时，动作停止。存储型动作则是指动作所对应的步为活动步时，动作被执行；步为非活动步时，动作继续执行。 图3(a)表示一个步对应一个动作；当一个步对应多个动作时，可以利用图3b)或3(c)中的任意一种表示，图中仅表示步所对应的动作，不隐含动作执行的顺序。 图3 步对应的动作 烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年06 月07 日 目录 1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述 8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，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，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统 第一章设计任务书 一、三路抢答器应用背景和概述 抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种抢答器，能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.总体设计选用三菱PLC控制,抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。 抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。 该抢答器可作为智力竞赛的评论装置。根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据情况用灯光和声音现实其回答正确和错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数进行加分和减分。 三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1～SB2，最先按下按钮有效，在此之后按下按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。该控制器组成框图如图1.1所示。 图1.1 三路智力抢答器组成框图 二、设计任务和要求 1、三路智力抢答器应达到以下要求。 （1）按下启动按钮（开始抢答）后，若10内无人抢答，则抢答器自动撤销抢答信号（有声音提示），说明 该题无人抢答自动作废。 （2）按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮有效，其余信号（后按下）无效。有效信号用灯光和声音表示。 （3）若有人抢答即按下任意一个抢答按钮，从按下按钮开始计时，在答题时间（约 1 min）完毕时。有灯光和声音信号提示答题时间已到。 （4）三路抢答器应有灯显示和分数显示对答题正确或错误者，在操作人员控制下可对其加10分或减10分。加分最大可达到99分，减分最少分值00分。 三路智力抢答器工作流程图如图1.2所示。 图1.2 三路抢答器工作流程示意图 2、工作任务 1) 根据控制要求，进行抢答器PLC控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制抢答器PLC控制应用程序。 3) 编写设计说明书，内容包括： ①设计过程和有关说明。 ②基于PLC的抢答器电气控制系统电路图。 ③ PLC控制程序。 ④电器元器件的选择和有关计算。 ⑤电气设备明细表。 ⑥参考资料、参考书及参考手册。 ⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。 微机原理与接口技术课程设计报告 2015-2016学年第二学期 设计题目：_______ 小组成员： 所学专业： 指导教师： _______ 完成时间： ___ 目录 一、课程设计目的 (4) 二、课程设计要求 (4) 三、系统功能 (4) 四、总体设计 (4) 1.基本工作原理 (4) 1.1可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求 (4) 1.2可编程定时器／计数器8253控制字要求 (5) 2.硬件总体设计 (5) 2.1系统总成方案 (5) 2.2内存单元编址 (5) 3.键盘、扬声器及显示功能的定义 (5) 4.原理图 (5) 4.1 硬件原理框图 (6) 4.2 原理连线图 (6) 5 软件总体设计 (6) 五、硬件设计............................ 错误！未定义书签。 六、软件设计 (8) 七、调试过程 (21) 八、系统操作说明 (21) 九、总结 (22) 十、参考文献 (22) 八路抢答器设计 一、设计目的 1、掌握微机系统的开发步骤； 2、掌握抢答器控制编程方法和芯片8255、8253的逻辑功能、键盘中断及使用方法和数码管的用法； 3、掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。 4、学习程序设计的基本思路和方法。 因此，本次设计要求对微机原理的理论知识，8255A，8253，键盘显示区的工作方式、工作原理熟练掌握。 二、设计要求 当按开始键，绿灯亮后，选手抢答，1-8号选手中先按下按键者，LED数码管显示其选手号码(后按下无效),并进行声光报警（黄灯亮）提示。当按开始键未按下时，如果有选手抢答，LED数码管显示其选手号码，并进行声光报警（红灯亮）提示。 三、系统功能 一个具有8路抢答的抢答器，利用并行接口和开关键。键盘上数字键1--8代表抢答按钮，当某个逻辑开关闭合时（开始键按下未按起时），相当于抢答按钮按下，此时在七段数码管上将其号码显示出来，并使喇叭响一声（或者以发光二极管代替）。 四、总体设计 1. 基本工作原理 当按开始键按下时，绿灯亮后，选手才可抢答，否则违规。若抢答成功，LED 显示器显示选手号码，黄灯亮，扬声器鸣叫；若抢答违规（未按下开始键），LED 显示器显示违规选手号码，红灯亮，扬声器报警。 1.1可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求 （1）、B口工作在方式0，做为输出端口，经驱动器1连接LED显示器（PB7~PB0依次对应连接LED显示器的dp、g、f、e、d、c、b、a七段数码管管脚）； 1、引言 目前，可编程序控制器（简称PLC）由于具有功能强、可编程、智能化等特点，已成为工业控制领域中最主要的自动化装置之一，它是当前电气程控技术的主要实现手段。用PLC控制系统取代传统的继电器控制方式，可简化接线，方便调试，提高系统可靠性。 触摸屏是专为PLC应用而设计的一种高科技人机界面产品，由于操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高和人机交互性好等优点，近年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。 本文利用PLC和触摸屏技术研制了水位传感器测试系统，该系统主要用于进行洗衣机用水位传感器的质量检测，整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高，代替了以前的纯手动操作，较好地满足实际生产的要求，提高了生产效率。 2、系统控制原理及要求 洗衣机用水位传感器的工作原理是将水位高度的变化转换成传感器内部膜片上压力的变化，从而导致传感器输出电感L的变化，将水位传感器输出电感与外部电路组成LC振荡电路，就可将电感的变化转换成振荡频率的变化，不同的水位高度通过水位传感器可以产生不同的振荡频率，最后通过检测振荡频率与水位高度的对应关系，就可实现水位传感器的质量检测。 图1 控制系统原理框图 图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不同的水位高度时，准确测量出由水位传感器组成的振荡电路的振荡频率，水位高度和振荡频率的测量精度要求较高，因此，对测试系统的要求较高。 作为主电机的直流电动机由PLC进行控制，电机实现PID调速，电机的输出通过减速机构与执行机构相连，最后带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度的准确变化，通过编码器实现水位高度变化的实时检测，频率的实时检测由PLC的高速计数器来完成。控制命令的输入接PLC的输入端，PLC的输出端接执行继电器和工作状态指示灯等。 系统中采用触摸屏作为人机界面，显示操作画面，进行参数修改和指令输入。通过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数的设定和修改，实现实际水位高度变化、输出振荡频率和总产量等的实时显示等，并可对工作进程进行实时监控。 烟台大学 51单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名：王志林 学号：201056501312 院系：机电汽车工程学院 指导老师：姜风国 同组成员：张凤礼、张体栋、程事业、范光科2013 年 06 月 05 日 目录 1 设计任务 (2) 2 系统总体方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 控制系统所需硬件 (3) 3.2 硬件原理介绍 (4) 4 软件设计 (6) 4.1 软件总体设计 (6) 4.2 程序流程图 (7) 5 软件仿真...................................................................................... (9) 5.1 Keil软件 (9) 5.2在Proteus软件 (9) 6小结 (10) 附1：源程序代码 (11) 附2：参考文献 (18) 1 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以51单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现以下功能： 1) 有一主持人和8个参赛队员 2) 当主持人按下抢答按键，参赛队员在10秒内可以抢答，并且抢答器开始倒计时。剩余5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次。如超出10秒则不能抢答；如抢答成功，则显示抢答队号。 3) 抢答成功则需在60秒内回答完成，如超出时间则抢答无效，显示无效指示。如果60秒完成回答，则抢答成功，显示有效。剩余5秒时，如果仍无人回答，则系统每1s报警一次。 4) 当主持人按下复位键时，系统回到初始状态。 5) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统会自动进入准备状态。 主要硬件设备：AT89C51单片机，8输入3态缓冲器/线驱动器74LS244,六反相驱动器7404，共阳极LED数码管等，12MHZ晶振，74LS04反相器，手动开关，按键若干，报警喇叭。 2.系统总体方案 2.1整体方案设计 该智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路，时钟电路，报警电路，LED显示电路，抢答按键等。该智能抢答器具有计时记忆功能，一次时间设置完，复位后不需重新进行时间设定；通过按键扫描输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字符型。单片机的P1口为8组抢答按键的输入口，P0.0~P0.6为数码管的段选口，P2.0~P2,2为数码管的片选口。P3.6为报警电路的控制口。智能抢答器的整体方案设计图如下所示。 机电工程系 课程设计报告 题目: 三路抢答器 专业：___应用电子技术______ 班级：___应电（1）班_______ 学号：___10060101**_________ 姓名：____******____________ 指导老师：____某某某__________ _ 答辩日期：___2012年06月20号__ 目录 一、绪论…………………………………..…………- 3 - 二、对本课程设计的分析……………..……………..- 3 - 2.1 所需的软硬件................................................................- 3 - 2.2 设计的构成和可以实现的功能....................................- 3 - 三、设计主要构成部分和实现方案..........................- 4 - 3.1 编程用到的指令............................................................- 4 - 3.2 I / O分配.......................................................................- 5 - 3.3 程序总体方案...............................................................- 5 - 3.4 硬件接线图....................................................................- 7 - 四、梯形图程序设计...................................................- 7 - 五、课程设计过程中遇到的主要问题以及决办法…- 9 - 六、心得体会………………………………………...- 9 - 七、附件……………………………………………..- 10 - 设计题目 三路抢答器的PLC控制 1 主要内容 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。 在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。 3 进度安排 1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。 4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩 指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日 目录 绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3) 智能八路抢答器设计 智能八路抢答器设计 1引言 1.1设计目的 此设计采用AT89C52单片机为核心控制元件，结合数码管、蜂鸣器、发光二极管等器件构成一个简易的八路抢答器。利用了单片机的按键复位电路、时钟电路、定时中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答功能。 1.2设计要求 （1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。 （2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。 2设计方案及原理 2.1设计方案 （1）复位电路 89C52的复位输入引脚RST为89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在89C52的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，如果RST保持高电平，则单片机循环复位。只有当RST由高电平变低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。 （2）时钟电路 89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；另外一种为外部方式。本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式。89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器。 （3）输入电路 抢答器输入信号由八个小按键控制，八个按键连接在P2口当有键按下的时候，就产生了有效的输入信号，使与这个按键相连的引脚变为低电平,产生一个低电平的输入信号。 2.2系统组成框图 该系统的组成框图如图1所示，在89C52单片机的P2口接上八个开关用于八路抢答；P3.2口接启动开关，用于主持人控制抢答是否开始；在RST脚接复位开关用于清零；在P1.0口接蜂鸣器用于开始提示和超时后报警；在P0口接三个数码管 摘要 近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的三路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、计时及计分输出显示功能等。 关键词：智力控制，三路抢答器， PLC，计分。 设计任务书 (1)三路抢答器应用背景和概述 抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种抢答器，能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.总体设计选用三菱PLC控制,抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。 抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。 此任务的抢答器可根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据情况用灯光和声音现实其回答正确和错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数进行加分和减分。 三路智力抢答器有三个抢答按钮最先按下按钮有效，在此之后按下按钮无效，伴有灯光和声音指示，并开始计时答题时间。计时时间到声音提示停止答题。如果抢答者答题正确和错误主持人按下加分键或减分键，将对所显示的分数进行加分和减分。 (2)设计任务和要求 三路智力抢答器应达到以下要求。 （1）按下启动按钮（开始抢答）后，若10内无人抢答，则抢答器自动撤销抢答信号（有声音提示），说明该题无人抢答自动作废。 （2）按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮有效，其余信号（后按下）无效。有效信号用灯光和声音表示。 (3) 若有人抢答即按下任意一个抢答按钮，从按下按钮开始计时，在答题时间（约1 min）完毕时。有灯光和声音信号提示答题时间已到。 (4) 三路抢答器应有灯显示和分数显示对答题正确或错误者，在操作人员控制下可对其加10分或减10分。加分最大可达到99分，减分最少分值0分。 三路智力抢答器工作流程图如图1 《单片机原理及接口技术》 课程设计报告 课题名称题目15八路抢答器设计★★学院自动控制与机械工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 姓名 学号 时间2011-12-27 目录 前言 (3) 一、课程设计的目的和要求 (3) 二、方案设计 2.1功能介绍 (5) 2.2抢答器的工作原理 (6) 三、硬件设计电路设计 3.1原理图的确定 (7) 3.2芯片的选择 (8) 3.3复位电路的设计 (10) 3.4晶振电路的设计 (11) 3.5数码显示管的选择 (11) 3.6报警设计 (12) 3.7 八位抢答输入设计 (12) 3.8主持人控制按键 (13) 四、软件设计思想及流程 4.1 主程序的设计 (14) 4.2子程序的设计 (15) 五.调试过程和调试方法 (20) 六、课程设计体会 (22) 七、参考文献 (22) 附录 (23) 前言 单片机和其他微型机一样，也是由CPU（包括运算器和控制器）、存储器、输入设备、输出设备组成，只不过单片机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器，以及输入/输出（I/O）接口电路等计算机的主要部件集成在一小块硅片上的单片微型计算机。它具有体积小、可靠性高、性价比高等优点，主要应用于工业检测与控制、计算机外设、只能仪器仪表、通讯设备、家用电器和机电一体化产品等领域。 一、课程设计的目的和要求 1.1课程设计的目的和要求 单片机原理及应用课程设计是学生综合运用所学知识，全面掌握单片微型计算机及其接口的工作原理、编程和使用方法的重要实践环节。通过独立或协作提出并论证设计方案，进行软、硬件调试，最后获得正确的运行结果，可以加深和巩固对理论教学和实验教学内容的掌握，进一步建立计算机应用系统整体概念，初步掌握单片机软、硬件开发方法。 根据单片机原理及应用课程的要求，主要进行两个方面的设计，即单片机最小系统和存储器扩展设计、接口技术应用设计。其中，单片机最小系统主要要求学生熟悉单片机的内部结构和引脚功能、引脚的使用、复位电路、时钟电路、4个并行接口和一个串行接口的实际应用，从而可构成最小应用系统，并编程进行简单使用。 存储器扩展设计要求学生掌握常用半导体芯片与单片机的接口，如EPROM存储器用作外部程序存储器时与单片机的连接关系， PLC课程设计三路 抢答器 1 引言 1.1设计任务与要求 一、控制要求 设计三路抢答器控制系统，其控制要求如下：一个三路抢答器，任意一组抢先按下后，显示器能及时显示该组的编号而且指示灯开始闪烁，同时锁住抢答器，使其它组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。 二、设计I/O点分配 三、画出PLC的外部接线图 四、设计完整的梯形图 五、编译、下载、运行 六、工作流程如图1所示 图1.1工作流程图 1.2实用价值与理论意义 当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、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品，其技术相当成熟。可是随着功能的增多，电路也越复杂，而且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并经过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程. 抢答器广泛用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种抢答器，能使三个人同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，三个参赛台.总体设计选用施耐德PLC控制,抢答操作方便，在很多的场所都能够使用，而且给人的视觉效果非常好。 抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，她的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设 烟台大学 单片机课程设计说明书 课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年 06 月 07 日 目录 1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 4.1 控制系统所需硬件 (4) 4.2 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 5.1 软件总体设计 (7) 5.2 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) 6.1 Keil软件 (12) 6.2在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述 8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，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，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编 1前言 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、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。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。而对于科技飞速发展的今天，PLC、单片机应用的不断深入，带动了传统控制检测技术的不断更新，并鉴于其本身具有的优点，以PLC、单片机为核心的部件成为主流。 传统的普通抢答器主要存在一下缺点： ⑴在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违 规抢答信号，而对没有违规的有效信号不能进行处理，因 而使该次抢答过程变为无效。 ⑵当有多个违规抢答时，优先编码电路只能选择其中一个， 或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于 后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定，各路抢答 信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。 普通抢答器存在不公平性。 ⑶当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个 违规者。因而出现了“漏洞”。 可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。 PLC的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的PLC型号，然后进行资源配置，设计控制系统。 2设计任务和要求 2. 1任务描述： 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1~SB3，在允许抢答的情况下最先按下按钮有效，在此以后按下的按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。该控制器组成框图如图2-1-1所示。 图2-1-1 2017 ~2018学年第一学期 《抢答器PLC控制系统》课程设计报告 题目：抢答器PLC控制系统 专业：自动化 班级：14自动化2班 姓名：汪洋吴金朝弘梓楠 指导教师： 电气工程学院 2017年10月14日 一、任务书 抢答器PLC控制系统设计 摘要 早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司(DEC )为美国通用公司(GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。 虽然PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段： 1．早期的PLC（60年代末—70年代中期） 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。 2．中期的PLC（70年代中期—80年代中后期） 在70 年代微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。 这样，使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用围得以扩大。 3．近期的PLC（80年代中后期至今） 进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化。 摘要 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。以前的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。 对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。 在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。本文是以AT89C51单片机为核心的八路抢答器，可以满足最多8组选手进行抢答，利用单片机最小系统设计及单片机键盘输入实现，根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，同时通过数码管显示相应组号。控制系统包括抢答电路，显示电路和报警电路。 关键字：单片机抢答显示报警 金肯职业技术学院毕业设计（论文） 题目基于数字电路4路智力抢答器 的设计与实现 计算机通信工程系电气自动化技术专业 09 级 姓名焦双银学号0703040404 指导教师顾亚文 二 0一 0年一月十三日 目录 第一章概述 (5) 1.1数字电路简介 (5) 1.2抢答器简介 (6) 第二章方案的选择 (7) 2.1系统的任务需求 (7) 2.2系统设计方案分析 (7) 2.2.1基于单片机的方案 (8) 2.2.2基于PLC的方案 (9) 2.3方案的确定 (10) 2.4本章小结 (10) 第三章抢答器硬件系统的设计 (11) 3.1硬件总体方案 (11) 3.2 器件的选择 (12) 3.2.1 主器件的选择 (12) 3.2.2其它器件的选择 (13) 3.3 I/O分配与电气接口图 (13) 3.4硬件接线图 (16) 3.5本章小结 (16) 第四章抢答器软件系统的设计 (17) 4.1 软件的总体方案 (17) 4.2 灯控系统的软件方案 (18) 4.2.1 灯控波形图 (18) 4.2.2 灯控梯形图程序 (19) 4.3 数码管显示系统的软件方案 (20) 4.3.1真值表与逻辑表达 (20) 4.3.2数码管的梯形图 (22) 4.4本章小结 (25) 第五章抢答器硬件电路板的制作和软硬件的调试 (26) 5.1电路板的制作过程 (26) 5.2调试过程与成果展示 (26) 5.3本章小结 (27) 总结 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 基于PLC的三路智力抢答器的设计与实现 专业班级：电气自动化技术四班学生姓名：项超超 指导教师：顾亚文 摘要本文利用三菱FX2N系列PLC对知识竞赛抢答器的控制,阐述了控制方 案。实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，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-48MR型PLC 作为核心控制器进行三路抢答器系统的设计，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。同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试。 关键词：PLC；智力抢答器；程序设计 1、引言 目前,可编程序控制器(简称PLC)由于具有功能强、可编程、智能化等特点，已成为工业控制领域中最主要得自动化装置之一,它就是当前电气程控技术得主要实现手段。用PLＣ控制系统取代传统得继电器控制方式,可简化接线,方便调试,提高系统可靠性。 触摸屏就是专为PLＣ应用而设计得一种高科技人机界面产品,由于操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高与人机交互性好等优点,近年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。 本文利用PLC与触摸屏技术研制了水位传感器测试系统，该系统主要用于进行洗衣机用水位传感器得质量检测,整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高,代替了以前得纯手动操作，较好地满足实际生产得要求,提高了生产效率。 2、系统控制原理及要求 洗衣机用水位传感器得工作原理就是将水位高度得变化转换成传感器内部膜片上压力得变化，从而导致传感器输出电感L得变化,将水位传感器输出电感与外部电路组成LC振荡电路,就可将电感得变化转换成振荡频率得变化,不同得水位高度通过水位传感器可以产生不同得振荡频率,最后通过检测振荡频率与水位高度得对应关系,就可实现水位传感器得质量检测。 ?图1 控 制系统原理框图 图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不同得水位高度时，准确测量出由水位传感器组成得振荡电路得振荡频率,水位高度与振荡频率得测量精度要求较高,因此，对测试系统得要求较高。 作为主电机得直流电动机由PLC进行控制,电机实现ＰID调速,电机得输出通过减速机构与执行机构相连,最后带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度得准确变化,通过编码器实现水位高度变化得实时检测，频率得实时检测由PLC得高速计数器来完成。控制命令得输入接PＬＣ得输入端,ＰLC得输出端接执行继电器与工作状态指示灯等。 系统中采用触摸屏作为人机界面，显示操作画面,进行参数修改与指令输入。通过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数得设定与修改,实现实际水位高度变化、输出振荡频率与总产量等得实时显示等,并可对工作进程进行实时监控。 实用八路抢答器实训报告院系：控制系 班级：生产设备21331 项目课题：PLC综合实训 项目名称：实用八路抢答器组长： 组员： 指导老师： 时间： 目录 一．课题介绍 (1) 二．设计要求 (1) 三．抢答电路分析 (2) 1.系统流程 (2) 2.模拟运行 (3) 3.PLC语句 (4) 四.原理接线图 (5) 五.I/O分配表 (5) 六.梯形图 (6) 七.安装调试 (10) 八.设计总结 (10) 九．小组分工 (11) 一．课题介绍 抢答器是一种常见的设备。本课题要求采用PLC实现一个真实的八路抢答器，具有抢答位、抢答开始剩余后的时间显示，除了八路抢答按钮外，还有主持人复位按钮、抢答开始按钮。 二.设计要求 1）设置主持人“开始”按钮，该按钮按下，允许抢答。在主持人按下“复位”按钮及主持人“开始”按钮按下以前，各抢答按钮也有效。但此时属于“违规”，相应抢答位指示灯闪烁，显示抢答位置的数码管也同样闪烁，显示本次抢答剩余时间的数码管不显示。在主持人再次按下“复位”按钮以前，所有抢答器均无效。 2）设置主持人“复位”按钮，按下该按钮后清楚前状态，允许下一次抢答。 3）在抢答期间，某一抢答按钮抢先按下后，在本次抢答期间其余按钮均无效。并在数码管上显示有效抢答位置（例如一号抢答位抢答成功，数码管显示为1，以此类推），同时该抢答器位置指示灯亮。4）主持人按下“开始”抢答按钮后，在15秒内抢答有效，超过时间，本次抢答无效，因此，应设置两位数码管，显示本次抢答的剩余时间。5）显示抢答成功位及剩余时间显示的数码管 根据以上的控制要求，确定控制PLC的型号及I/O配置，画出相应的电路图，编制PLC控制程序并进行调试，在实训板上完成相应的接线，最后进行控制功能的演示及讲解。 三．抢答电路分析PLC功能流程图的组成
八路抢答器设计(附源程序)
三路智力抢答器的PLC控制49391
汇编语言八路抢答器设计
PLC程序控制流程图范例
八路抢答器说明书概要
基于plc的3路抢答器
三路抢答器课程设计
智能八路抢答器设计
PLC控制三路抢答器
单片机课程设计报告八路抢答器
PLC课程设计三路抢答器
八路抢答器设计(附源程序)
三路抢答器PLC控制课程设计
抢答器PLC控制系统方案
AT89C51单片机八路抢答器
基于PLC的三路智力抢答器的设计与实现
PLC程序控制流程图范例
八路抢答器报告
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