江南大学plc课程设计报告——抢答器.doc

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1、抢答器设计江南大学物联网工程学院课程设计报告课程名称：电气控制与PLC应用设计题目：抢答器设计班级：自动化0904姓名：学号：指导教师：评分：2012年6月28日19抢答器设计摘要:本文针对基于西门子300系列PLC的8路抢答器控制系统设计进行研究，以期实现基本的抢答互锁、超时报警以及部分基本的显示功能。其中显示功能依赖于数据传输指令，我们特地进行了预习，经实验证明方案可行，充分锻炼了我们的学习能力。为了体现PLC的编程特色，本课程设计报告的主要内容集中在程序的编写思路与细节分析环节。为了使结构紧凑，对程序分析时若有若干类似环节，在特殊说明后

2、不再反复赘述，此外使用了变量定义以增强可读性。关键词：PLC抢答器19抢答器设计一、设计目的与要求1.1设计目的实用抢答器这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，即模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功

3、能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单（有的甚至没有显示电路），无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。1.2基本要求1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表示2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出铃声进行提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直

4、保持到主持人将系统清除为止。4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。5、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。6、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00.19抢答器设计二、仪器设备及硬件线路2.1开发环境PLC：西门子300系列PLC操作系统：WinXP开发平台：STEP7开发语言：LA

5、D2.2外围器件开关板：8*3拨动开关扬声器*3：报警用扬声器(*1)、提示用扬声器(*2)LED*8：显示抢答组亮灯数码管*3：显示抢答组别(*1)、剩余时间(*2)其他器材：螺丝刀、导线等2.3硬件线路连接抢答桌SS7S6S5S4S3S2S1S019抢答器设计三、设计思路与原理经对设计要求分析，对本次设计有以下几点：1、参赛选手控制的开关应该选用跳沿有效，且上升沿和下降沿并联有效。2、数码管显示功能，相对复杂，需要显示抢答者的组别，还有显示计时器的剩余时间，剩余时间的显示又相对更复杂。3、在进行设计之前我们确定了各功能的实现方式:1)时间

6、限制：定时器2)跳沿信号保持：中间继电器自锁3)抢答互锁：引入使能端作为信号有效的先决条件4)各个蜂鸣器：定时器5)组别的数码管显示：从接LED的Q读取状态，作为MOVE模块使能端6)获取剩余时间：从30s定时器的BCD输出获取7)显示剩余时间：将读取的BCD位逻辑作为MOVE模块使能端3.1设计电路分析3.2MOVE原理MOVE模块是数据传送指令，当使能端Eable有效时，PLC将IN入口参数自动赋值给OUT端口，OUT端口用字节选址，IN端口可以用字节选址，也可以使用立即数，在本课程设计中，MOVE起到根据需求，将数码管赋值给预先设置好的

7、输出口（直接接数码管的各段）19抢答器设计3.3数码管显示原理数码管是常用的显示器件，有共阴极和共阳极两种接法，本课程设计中采用共阴极接法，0到9的数字十六进制段码依次如下：3f,06,5b,4f,66,6d,7d,07,7f,6f。本设计中，将Q的每一位分别接到每一段的阳极，接法如下：PLC输出数码管段QX.0aQX.1bQX.2cQX.3dQX.4eQX.5fQX.6gQX.7h四、引脚分配端口功能I0.1组1开关I0.2组2开关I0.3组3开关I0.4组4开关I0.5组5开关I0.6组6开关I0.7组7开关I1.0组8开关I0.0主持人

8、开关端口功能备注T130s定时限时用T20.5s定时开始提示用T31s定时抢答提示用Q4.0第1组抢到连接对应LED灯Q4.1第2组抢到Q4.2第3组抢到Q4.3第