PLC型九位知识竞赛抢答器课程设计.docx

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1、Jg)Q惠州学院HIZHOuniversity电气与P1C控制技术课程论文姓名学号专业班级指导教师提交日期2017年6月13日教务处制错误!未定义书签错误!未定义书签目录、设计背景及内容、控制要求设计方案3.1、 P1C选型及系统结构3.2、 I/O口及元件分配73.3、 P1C外部接线图73.4、 流程图83.5、 梯形图83.6、 指令表12四、工作原理4.1、 判别环节134.2、 题目的放弃判别134.3、 提前抢答选手的判别134.4、 选手编号显示环节134.5、 超时环节14五、线路连接与系统调试141、线路连接142、系统调试14六、总结、设计背景及内容1.1 设计背景随着我国

2、经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。本设计将以P1C为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入P1C的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公

3、正性。1.2 研究内容本课程设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括各模块的流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化间硬件电路的设计最重要的选择可编程的P1C,并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路

4、设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据调试情况，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。二抢答器控制要求知识竞赛抢答器能使9个队同时参加抢答。设裁判队为裁判台，参赛对为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并且设有裁判台开始按钮SBO和裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4及参赛台灯E11-E14o知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SBO后15S内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。15S时间到，如无队抢答，则抢答器

5、给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在30S内答完题，如30S内未答完，则作超时处理。音响叫（响IS）音响叫（响IS）音响叫（响IS）在某个题结束后,（4）灯光与音响信号的意义如下：（见图2-1结构流程图）+某台灯亮，由某参赛队正常抢答。+某台灯亮+总台灯亮，某参赛队违规。+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。裁判员按下台上的复位按钮SB5,抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。（6）各输出端口统一采用直流24V电源。竞赛抢答器能使9个队同时参加抢答；设一裁判台，裁判台上设有音响和指示灯1E

6、DO,并设有裁判“开始”按钮SBO和复位按钮SB10；参赛设有抢答按钮及指示灯，1-9号赛台分别对应按钮SB16B9及指示灯1ED1-1ED9;比赛规则：各队抢答必须在裁判员说出“开始”,并按下裁判台“开始”按钮SBO后15秒内抢答，15秒到时如无人抢答，则抢答器给出时间到信号，该题无效。在有人抢答的情况下，则抢答器发出抢答信号，数码管将显示第几号台抢答。抢到题的人必须在30秒内答完题，如在30秒内没有答完，则做超时处理。如裁判台未按“开始”按钮，此时如有人按下抢答按钮，则给出违规信号。灯光与音响的意义如下：音响叫（响1秒）+某台灯亮，由该队正常抢答。音响叫（响1秒）+某台灯亮+裁判台灯亮，该

7、队违规。音响叫（响1秒）+裁判台灯亮，表示无人抢答或答题超时。正常答完结束后，裁判员按下“复位”按钮后，抢答器恢复原状，为下一轮抢答做好准备各输出端口统一采用直流24伏电源三、设计方案3.1P1C选型及系统结构知识竞赛抢答器通过P1C进行按控制要求编程，其主要的输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心（P1C）,P1C将根据信号作出相应的响应。知识竞赛抢答器有11个输入信号（即11个按钮），18个输出信号（即9个台灯信号、1个音响信号、1个开始信号、7个输出信号控制数码管）。由上可知P1C共有11个输入点，18个输出点,为此选用日本三菱公司FX2N-48MR的P1C作为

8、控制主机，该主机有24个输入点，有24个输出点，输出采用继电器空接点输出，方便接线，容量大，满足本课程设计要求。系统结构框图如下图3-1所示：3.2I/O口及元件分配表3-1知识竞赛抢答器输入输出口分配表输入信号输出信号名称代号输入点标号名称代号输出点标号裁判台开始按钮SBOXO开始工作指示灯1EDOYO1号赛分抢答器按钮SB1X11号参赛台灯1ED1Y12号赛台抢答器按钮SB2X22号参赛台灯1ED2Y23号赛台抢答器按钮SB3X33号参赛台灯1ED3Y34号赛台抢答器按钮SB4X44号参赛台灯1ED4Y45号赛台抢答器按钮SB5X55号参赛台灯1ED5Y56号赛台抢答器按钮SB6X66号参

9、赛台灯1ED6Y67号赛台抢答器按钮SB7X77号参赛台灯1ED7Y78号赛台抢答器按钮SB8X108号参赛台灯1ED8Y109号赛台抢答器按钮SB9X119号参赛台灯1ED9Y11裁判台复位按钮SB10X12音响BY12数码管11E1Y20-Y26表3-2P1C内部辅助继电器及定时器分配表内部辅助继电器作用定时器作用MO抢答允许TO抢答限时15SM1抢答闭锁T1答题限时30SM2答题时限T2音响时限1SM3启动音响3.31ED数码管及P1C外部接线图ec*DPd678910.I八图3-21ED数码管的外形及内部结构XOXIX2X34X5X6X78X10XIIX12Com1Y27YOY1Y2Y

10、3Y4Y5Y6Y7Y10Y17Com2Y14Y13Y20Y21Y22Y16Com3Y15图3-3P1C外部接线图3.4流程图当裁判按下开始按钮时，9个参赛对处于抢答状态，假如是一号参赛队先抢到题目，P1C先判断抢答是否成功，若成功，则进行下一部看是否在规定的抢答时间内答题，若在规定时间内，则答题结束；若超时，则提示主持人；如果抢答没有成功，则判断是否抢答犯规，若法规，某法规台灯亮，总台灯亮出指令。初始状态开始抢答wffr2t*frW八号f1*fWHaaooVhfC11无人应答状态：开始信号发出15s内,音响叫（响1S）+裁判台灯复位违规抢答状态：开始信号发出前抢答，音响叫（响1S）+某台灯亮+

11、总台灯正常抢答状态：开始信号发出30S内，音响叫（响1S）+某台灯图3-2结构流程图Ut23.5程序形图EUgAeAtQ、一卜下窄vvWh Wk “卜 HhT ,g二Z二二K孑TTI如向a1zu恼删CR卒妣a?asuTj3fYF址EHKI1I（：iI1氏即*划渚|(乂I1HFIinT卜onT卜2xnT卜woT卜9MT卜HhBMnT卜M11K图3-5梯形图3.6程序指令表O1DXOOO40ORY00779ANDM1120OUTY0211ORMO41ANIX01280ORB1211DY0012ANIM142OUTY00781ORYOOO122ORY0033ANIX012431DX01082ANIX

12、012123ORY0044OUTMO44ANIM183OUTYOOO124ORY0055OUTTOK15045ORY010841DMO125ORY00681DXO0146ANIX01285ANDM1126ORY0079ANIM147OUTY010861DTO127ORY01010ORYO01481DX01187ANIM1128ORY01111ANIX01249ANIM188ORB129OUTY02212OUTYO0150ORY011891DT11301DY002131DX00251ANIX01290ANDM1131ORY00314ANIM152OUTY01191ORB132ORY00415OR

13、Y002531DXO01921DM1133ORY00516ANIX01254ORX00293ANIMO134ORY00617OUTY00255ORX00394ORB135ORY010181DX00356ORX00495P1SM3136ORY01119ANIM157ORX005971DM3137OUTY02320ORY00358ORX00698ORY0121381DY00221ANIX01259ORX00799ANIT2139ORY00622OUTY00360ORXOW100ANIX012140ORY010231DX00461ORX011101OUTY012141OUTY02424ANIM162ORM1102OUTT2K101421DY00425ORY00463ANIX0121051DY002143ORY00526ANIX01264OUTM1106ORY003144ORY00627OUTY004651DM1107ORY005145ORY010281DX00566ORM2108ORY006146ORY0112