三路抢答器的PLC控制课程设计

1、课程设计任务书 专业 年级 班 11 设计题目 三路抢答器的plc控制22 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。33 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.

2、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。44 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、）。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）。55 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。66 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4第一章 系统设计内容及要求1第二章 硬件设计32.1硬件选取32.1.1 三菱plc可编程控制器32.1.2 按钮板块32.1.3 数码显示电路42.1.4 八字数码管.42.1.5 cd4511简介42.1.6 数码管显示电路5第三章 软件设计63.1编程辅助器说明6

4、3.2梯形图说明73.2.1初始化73.2.2抢答前计时83.2.3答题时间93.2.4抢答标志103.2.5抢答灯控制113.2.6蜂鸣器123.2.7数据处理133.2.8分数加减143.2.9显示控制163.2.10防过显示183.2.11复位183.2.12违规标志位19参考文献20总结21致谢22附录23绪论该抢答器可作为智力竞赛的评判装置。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、声音显示其回答正确或错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数加分或减分。关键词：抢答器第一章 系统设计内容及要求1.1抢答器功能：三路智力抢答器有三个抢答按钮sb1sb3，最先按下按钮有

5、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1-1所示。 图1-11.2抢答器设计要求1.2.1抢答规则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

6、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. 答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原来状态，为下一轮抢答做好准备。6. 在抢答时间（10s）内，除抢答者按下按钮外，其它按钮按下无效。只有在答题者回答问题且按下加分或减分按钮后，再按复位按钮才能进入下一轮抢答。7. 若出现违规，只有在按下违规减分按钮后，再复位才能进入下一轮抢答。8. 若无人抢答，控制台绿灯点亮2s后，无需按下复位按钮自动进入下一轮抢答。1.2.2 控制台，抢答者灯光，声响说明1. 抢答有效:抢答者灯亮、控制台绿灯及声响。2. 10s无人应答:声响、控制台绿灯（hl4）点亮2s。3

7、. 违规:违规者灯亮、控制台红灯（hl5）亮及声响。4. 答题过程:抢答者灯、控制台绿灯亮，50s后控制台绿灯闪烁。5. 答题时间到:抢答者灯亮，控制台绿灯灭及声响6. 声响时间为1s。1.2.3 加减分，违规扣分说明抢答器由数码显示器显示每个答题者的分数，由主持人控制。1. 答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分。2. 减分计算中若出现负分作0分处理。3. 按加分按钮(sb5)加10分，按减分按钮(sb6)减10分，按违规减分按钮(sb8)减5分，最高分为90分（违规情况下最高分为95分），最低分0分。第二章 硬件设计2.1硬件选取2.1.1 三菱plc可编程控制器在本系统中，采用的是

8、fx2n系列的可编程控制器，它由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。便小型的编程设计所用。2.1.2 按钮板块为了方便我们把程序录入plc后能顺利完成各种按钮功能的测试，同时在另一方面降低直接短接plc输入点的风险，我们有一块专门的按钮板块，它主要由9个按钮，一些导线组成。导线连接到plc的输出点和com端。使得我们可以方便地在按钮板块上实现sb0（复位x0)、sb1(1号抢答x1)、sb2(2号抢答x2)、sb3(3号抢答x3)、sb4(开始x4)、sb5(加分x5)、sb6(减分x6)、sb7(计时x7)、sb8(违规x10)等按钮的功能。2.1.3 数码显示电路本显示电路主要

9、由cd4511译码器、led数码管、电阻和直流电源四部分组成。显示时候只要将cd4511的a、b、c、d端输入的bcd码，芯片会通过译码、锁存和驱动，以十进制数在七段显示数码管中显示。2.1.4 八字数码管.本显示电路采用七段共阴极数码管。2.1.5 cd4511简介cd4511为一锁存/译码/驱动三合一译码器。管脚图如下图2-1所示：图2-12.1.6 数码管显示电路数码管显示电路如下图2-2所示：图2-2第三章 软件设计3.1编程辅助器说明如图3-1各辅助继电器作用说明作用m11号正常抢答标志m22号正常抢答标志m33号正常抢答标志m111号非正常抢答标志m122号非正常抢答标志m133号

10、非正常抢答标志m55控制台绿灯m59蜂鸣器k2m1001号分数k2m2002号分数k2m3003号分数k2m150输出中转图3-13.2梯形图说明3.2.1初始化图3-2如图3-2是初始化程序，每个选手的初始分数是50，m81的功能是附初始值送到数码管。6秒后置位y4-y11。3.2.2抢答前计时图3-3如图3-3，没有选手抢答，10s后复位重新开始。3.2.3答题时间图3-4若1号开始答题，则50秒后启动m53（一秒脉冲控制）,用于控制绿灯的闪烁。60秒后启动蜂鸣器m59并且关闭控制绿灯。3.2.4抢答标志图3-5如图3-5是选手抢答标志，m1.m2.m3是正常抢答标志，m11.m12.m1

11、3是违规抢答标志。若1号正常抢答则m1置1；1号违规抢答则m11置1。3.2.5抢答灯控制图3-6如图3-6，工作中的选手灯，控制灯控制。若1号正常抢答则m55置1，y12置1；1号违规抢答y16置1,y12置1.3.2.6蜂鸣器图3-7如图3-7是蜂鸣器的控制图。蜂鸣器响1秒。3.2.7数据处理图3-8如图3-8，用于最高分的区间选定，以及用于最大最小值的设定。1号抢答时，若分数个位为5则最高分是95，若分数个位是0则最高分是90。最低分为0。3.2.8分数加减图3-9如图3-9用于选手违规扣分，及调节分数。1号违规抢答，则x10扣分，x5和x6用于调节分数。m70为是否扣分的标志。图3-1

12、0如图3-10，用于选手正常抢答加减分数。1号正常抢答，x5和x6加减分数，x4和x10用于调节分数。m70为是否加减分的标志。3.2.9显示控制图3-11如图3-11，用于外部锁存的时间分配。1号抢答，则输出1号分数k2m100到中转k2m150。m57，m58,m80分别相隔100毫秒。图3-12如图3-12，将选手分数送到数码管显示。1号抢答y5,y4交替置0并且相应输出数据，k1m150表示个位，k1m154表示十位。3.2.10防过显示图3-13如图3-13，用于只有需要显示时才送数据到数码管。只有分数变动时才触发。3.2.11复位图3-14如图3-14，是主持人复位程序。用m70来防止没有加减分就复位。3.2.12违规标志位图3-15如图3-15，扣分标志程序，用于先扣分才能复位。参考文献1 方清城.可编程序控制器课程设计指导书m.佛山：佛山科学技术学院机电与信息工程学院，2 史国生.电气控制与可编程控制器技术（