PLC的简单抢答器的设计

1、四组抢答器的设计设计要求：设计一个 4组抢答器，即有4组选手，一位主持 人。主持人有一个开始答题按钮，一个系统复位按钮。如果 主持人按下开始答题按钮后，开始计时，时间在数码管上显 示，在8秒内仍无选手抢答，则系统超时指示灯亮，此后不 能再有选手抢答；若有人抢答，优先抢到者指示灯亮，选手 序号在数码管上显示，（不再显示时间）其他选手按钮不起 作用。弱主持人未按下开始按钮，有选手抢答，则犯规指示 灯亮并闪烁，同时选手序号在数码管上显示，其他选手按钮 不起作用。所有各种情况，只要主持人按下复位按钮，系统 回到初始状态。抢答器的示意图如下：SBS SBSBHLHLH第一组 第四组第二组 第三组CPU2

2、26aHL6 HL5 bfg 犯规指示灯超时指示灯c e5SB SBO d显示数码管复位按钮开始按钮17/ 3系统整体分析分析设计要求可知，该抢答系统的输入量有4位抢答选手的按钮输入信号，主持人的开始按钮输入信号和复位输入信号。输出量有各个指示灯（共六个）和数码管字段码输出信号。现将I/O分配如下:输入量SB0/I0.0SB1/I0.1SB2/I0.2SB3/I0.3SB4/I0.4SB5/I0.5*输量指示灯HL0.1/Q0.1HL0.2/Q0.2HL0.3/Q0.3HL0.4/Q0.4HL0.5/Q0.5HL0.6/Q0.6数码管a/Q1.0b/Q1.1c/Q1.2d/Q1.3e/Q1.4

3、f/Q1.5 g/Q1.6备注：该系统数码管采用共阴数码管。对于该抢答器系统，将之拆分为各个模块，主要有：1复位与置位模块：该模块可以通过RS触发器来实现。2.倒数计时与显示模块倒数计时功能可以通过定时器实现，系统要求时间为 8秒，可以选 用T40 （单位为100ms）的定时器实现，初值设定为80。倒数计时的 显示可以根据时间预设变量来进行计算生成相应的字段码送给 SEG 显示模块来实现。3指示灯响应模块该模块包括组号指示灯响应，犯规指示灯响应，超时指示灯响应。可以根据主持人是否按下开始按钮， 是否超时，和组员抢答等情况来 编写相应的程序。4.组号显示模块该模块根据选手抢答状态，将相应的选手号

4、码转换为字段码送到PLC与数码管相连的输出口，可以通过 PLC自带的SEG算法实现, 也可以通过MOV指令将相应的字段码发送到输出端，显示相应的组 号。17/ 4系统流程图START YN是否按开始按钮N是否有人抢答Y犯规指示灯亮N是否超时Y显示倒数计时超时指示灯亮是否有人抢答Y 相应组号灯亮系统模块联系图复位置位模块置位置位 复位抢答开关信号 指示灯模块倒数计时模块复位倒数变量值数字显示模块复位抢答开关信号17 / 6系统原理图 III i c -L> PN.!'产1X1;mL! p* LI yii-JJa in叫 M '-Pf.*2.j<r系统的示意图。备注：以

5、上为用单片机 系统对应PLC对应关系如下：P1.1/I0.1P1.2/I0.2 P1.3/I0.3输入量P1.0/I0.05P1.5/ P1.4/ P1.3/ P1.1/ P1.6/ P1.2/指示灯 Q0.5Q0.6Q0.3 Q0.1 Q0.4 Q0.2输出 量 P3.6/Q1.P3.5/Q1.P3.3/Q1.P3.1/Q1.P3.0/Q1.P3.2/Q1.P3.4/Q1. 数码 管60 1 2 3 4 517/ 7系统主要模块介绍位置位模块：1. 复m *rFlit二桶期号KL?31 一细门II匚羊wj ：爭OSF E卄H14陀*号Hj、叭HOODJ与网1该模块是由网络 触发米用RS络8构

6、成 功位位和复行器进置 能，在没有人提前抢答M-i1脱单in右薜n号TBif -flTSi讥的情况下，主持人按下系统被置位；幵始按钮，按下复位按钮后， 通过对系统复位，复网络 8触发位置位信 号由RS器体现。17/ 82.倒数计时显示模块：sB-UMrr'onismi折亠勺n?e匚匸術 q耐郴-曲1II > 11IiL1 1 1 1 1 11 1 1 1 1Fl prll)'幅 1nsI1M1Ml IB事二QI1J皿胆祯aa«on a*: ti sm*MO即IifBIHLB11位整数相16,在没有任何抢答信号的情况下，由定时器T38变量的值参与计算，首先做和该模

7、块通过网络210型数据送到和VB型数据转换为8除的运算，然后用和得到的结果相减（为了 显示倒数计时），再将得到的 VW，从而显示倒数计时。QB1SEG数码管相连的输岀口 17/ 92.指示灯响应模块第一部分：|也需呻店-叭Ett WtQ :惬便 -M)Q »-ifi 101 1 lnH b1 wbst-w _ 黑1iie祈Truon.:4 F1FI II J IIl y I1 * |C 5)JIWS'D*鼻，踽亍 Q叭 R-.Mr- 00 :-qn 1 liPiMT - Jli*T I I U * T该模块分普通抢答响应和犯规响应，以上为抢答响应，在系统被置位后，没有超时的情

8、况下，该模块将对选手的抢答信号做出相应的动作，该模块主要部分采用互锁形式连接,故只对最先抢答的选手做出相应, 点亮相应组号的灯。17/ 10第二部分：HMDFIEll31-h*io 是一电如iJHWT-Qf''-H I1 h-M I F *1Td O二傀 J一11布亠qmuQ9S丰-凹屮 K-®Tjf.-«lB3h三啊x «»T-tnn聾二須昕Ph sair q(n卫二和创 创iIM 1!)«M-ttili 7 Uii 1 二mF P02 也亍 QI) I KQUM.-Q «T I1 p 11 ' IH-I1

9、I< oFf*ILUBin.Nt(J* RID2HQ2M-Kni-.T00；Sn«4104NmIILflllM 00厂meIU4X.Wi=ZNO 1ILZl疋齢VijjfJ» ti151 NQl*屯=!耶.：眄JT .£ r.tlajWgrmi-11-SkOG 靳珂i®亍叮 口口二珊X題Fl;I I Ifr=i血NH .NIL3i插,呦*一琮Nl 1计r羯工#Nftl005h la.刿忙可忡5N09该部分是对选手的犯规情况做出相应，是由网络5和7共同完成的：当系统没有置位而 有选手抢答时，将在7中的犯规指示灯，中产生犯规信号，从而出发 网络M0.1

10、M0.4通过PLC自带的SM0.5特殊寄存位（系统自带时钟脉冲，每0.5s 翻转一次）从而时犯规指示灯闪烁。17/ 11选手序号显示模块4.甘电llyt|皑*|uh-fi=!LUA时"N1 D.*-41.CS t4M2m3KKS3TW兰卄如NH3亦 9i££Mii4MC1D百丽广11“毎一审酬谓号NL1 t L 1adii争空冒in te-twi可;I 11I IW BSI=rJOUT*11_Hsum诃孑ENiEnOvj1 rJ!mu事yI mnuimiT PWmj-«1 1IhlU 1M P 一山卫Mi该模块和倒数计时显示算法有所区别：是通过指示灯响应

11、模块发 出的 信号，将相 应组号数字对应 的字段码（共阴 数码管）发 送到连接的端与SEG，从而显QB1 口 示组号17/ 12系统源程序IN"TTPWnAiEd什erfM-iattf-QDi BzippTr-au 三目好m 皿览盘do EMH«i4igI I1 I_I * |- 一I * I1，卜I)Hm ：!|酢脂mqwElUttl- UTIO 耐什 Q36 U&TET WitT IpH IT()| 鋼曲 g f j q | 讐mycE:便個»-iEii|i二迟折 POF W 血厅-Q(P miS牙 P0；二耀血？- qQil 三晰- l»

12、l£幡：看云-取4 »-«Sr- 362T Ip dTd - IO鼻三心»-®rerAgo i *-awf *Mi； waeit-fla* nwf.- m«mniD4iHi-witT QQi =my 園；三包|祐 qq；】raukt qh«T F I M：)17/ 13meman mi o17/ 14IT I朗昨17/ 15S |符号地址|ii 1开始10.0210.53j10.14第二蛆10.25第三組10.36第四組10.470数计时器T398第一粗指示灯Q0.19第二爼指示灯Q01210第三組指示灯QO.3|11

13、9;第四鲍指不灯Q0.412犯规指亦灯QO.513超时指示灯00.614系统2h虻钟騰冲SM0.515第一鉅犯规信号M0.116第二组犯规信号M0.217第三组犯规信号M0 318第四组犯规信号M04了厂复位査位信号MOO20超时信号|Mf.O2117/ 17系统工作原理系统的工作按照流程图进行 （在任何时候按下复位键， 系统均可立即复位），具体过程不再说明，以下把几个重点声明一下：1.该系统通过RS触发器实现置位与复位：通过开始按钮SBO（10.0）置系统为开启状态，并且通过常闭的M0.1M0.4使系统在非法状态下（有选手提前抢答）关闭定时器，保证在此情况下现实犯规组号。该系统通过 SB5

14、（10.5）进行复位。2 当系统置位后，在没有选手犯规的情况下（Q0.1Q0.4 输出无效电平） 且定时器 8 秒及时没有溢出时， 对选手的抢答信号进 行响应。3 当定时器正常工作时，在 8秒内若没有选手抢答， Q0.6 输 出有效电平，点亮超时指示灯， 必须通过复位按钮才能重置系统。 若有选手抢答，通过 SEG 模块在数码管上现实相应的组号，即 当选手抢答时，相应的 SEG 显示模块处于使能有效状态，此时 将相应的组号数字转换为字段码送到 SEG 模块显示组号。当选 手犯规时，显示组号的原理与此相同。4 若选手犯规，点亮犯规指示灯，并通过SM0.5 闪烁显示。此时必须按复位键复位系统。通过

15、SB5 （I0.5） （网络 8）使 PLC 的寄存器（M0.1M0.4 ）以及输出口（ Q0.1Q0.6;Q1.0Q1.6）恢 复到初始状态。6 在显示倒数计时的过程中，当选手抢答时，程序应无条件跳转（通过网络9和11），否则Q1.0Q1.6中的内容将与SEG输出 数据冲突，无法正常显示倒数计时或组号。17 / 18实践总结本次课程设计与抢答器相关， 其中应用到西门子 S7 200系列 PLC 的基本指令：常开触点，常闭触点， SEG 显示，数据传 送，置位，复位等。是一个综合性较强的设计项目。 本次课程设计的内容比较简单，参考了一下书上的源程序后， 发现有两处小错误： 1.设计要求在有选手

16、犯规的情况下，犯 规灯闪烁。而书上的参考程序是在超时的情况下让超时灯闪 烁。2.计时的 8 秒书上只有 7 秒，只显示 17 秒，应显示 07 秒。此外参考程序实现即时显示功能的算法过于繁琐，因此 我加以改进。此外，计时功能书上是正数的，我是实现的倒 数计时，更符合实际情况。在设计的过程中，闪烁这个问题比较有意思。之前我有 4 种 算法： 1.利用两个交替工作的定时器实现闪烁功能。2.利用一个定时器和一个 T 触发器实现功能。 3.利用系统自带的 SM0.5 时钟脉冲实现功能。 4.利用定时器中断实现该功能。 最后我选用了最为方便的系统时钟脉冲功能实现指示灯的 闪烁。同时也发现S7 200系列的PLC内部不支持T触发器。 在设计结束后再来考虑这个问题可以发现，用梯形图设计程 序虽然简单直观，但是修改起来比较麻烦。比