王腾基于PLC控制的八路知识抢答器毕业设计.doc

毕业论文（设计） 题目: 知识竞赛抢答器设计 姓名 **** 学号 ******** 指导教师（签名） 2013年 月 日  目 录 目 录 1 摘 要 2 第 1 章 绪论 3 1.1 课题研究背景 3 1.2 课题研究内容 3 第 2 章 可编程控制器概述 4 2.1 PLC的简介 4 2.2 用单片机和PLC分别做系统的比较 5 第 3 章 抢答器功能设计要求 6 第 4 章 硬件设计 7 4.1 控制器 7 4.2 数码管设计 7 4.3 系统结构 8 4.4 I/O分配 8 4.5 硬件控制接线图 9 第 5 章 软件设计 10 5.1 抢答器开始程序 10 5.2 选手选择抢答程序 10 5.3 抢答器部分控制程序 12 5.4 数码管显示程序 13 5.5 抢答器控制梯形图 13 5.6 程序的下载、安装和调试 13 总 结 14 致 谢 15 参考文献 16 附录 17 摘 要 学校、工厂、军队、电视台等越来越多的单位里在开展活动时注重知识的竞赛，抢答器成了不可少的工具。目前市场上存在多种类型的抢答器，很多都是早期设计的，主要是采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。随着市场对功能需求的增加，以单片机、CPLD、FPGA、PLC 等为核心的抢答器开始投入研究和进入市场。以往基于PLC 设计的抢答器功能比较简单，对选手犯规的可能性研究不深入，也没有考虑答题时间的限制。本设计总结实际比赛的经验，对选手犯规的可能性进行了全面的考虑，并增加答题倒计时功能。本设计以PLC 为控制核心，利用PLC 输入信号电压为24V，克服了以往抢答器信号衰减的缺点；并通过信号比较实验证明该设计具有良好的稳定性和广泛的应用性，保证了竞赛的公正、公平、公开。 关键词：PLC；八路知识竞赛抢答器；数码倒计时显示；I/O分配 第 1 章 绪论 1.1 课题研究背景 目前市场上存在多种类型的抢答器，很多都是早期设计的，主要是采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。随着市场对功能需求的增加，以单片机、CPLD、FPGA、PLC 等为核心的抢答器开始投入研究和进入市场。通过比较几种抢答器，发现由于单片机、CPLD 器件工作电压为5V，信号经过长距离的传输衰减比较严重，导致不能准确判断选手号码的缺点。本设计以PLC 为控制核心，利用PLC 输入信号电压为24V，克服了以往抢答器信号衰减的缺点；并通过信号比较实验证明该设计具有良好的稳定性和广泛的应用性，保证了竞赛的公正、公平、公开。本设计总结实际比赛的经验，对选手犯规的可能性进行了全面的考虑，并增加答题倒计时功能。 1.2 课题研究内容 系统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。硬件设计部分包括硬件设备的选择、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。硬件电路的设计最重要的选择可编程的PLC，并确定与之配套的外围芯片。硬件电路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，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。软件设计方面本系统由于是采用三菱FX可控制编程。此编程工具更有可靠、可拓展、可维护性。 第 2 章 可编程控制器概述 2.1 PLC的简介 在工业生产过程中，具有大量的开关量顺序控制，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集等。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司公开招标，提出研制能够取代继电器的控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。 PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应