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三路抢答器 课程设计说明书 论文报告
目 录
1 前 言 2
2 系统设计内容及要求 3
2.1 概述 3
2.2 设计要求 3
3 抢答器硬件系统设计 5
3.1 控制系统选取 5
3.2 控制系统的硬件组成 5
3.3 硬件I/O地址分配 6
3.4 硬件系统接线图 6
3.5 PLC外围硬件电路图 7
3.5.1 CD4511引脚图及功能 7
3.5.2三路抢答器的动作流程图 10
4 抢答器软件系统设计 11
4.1 整体设计 11
4.2 PLC控制程序 11
4.2.5答题计时 13
4.2.6 中控台绿灯(Y15) 13
4.2.7 控台蜂鸣器(Y17) 14
4.2.8 中控台红灯(Y16) 14
4.2.9 加减分操作 14
4.2.11 数据有效值比较 15
4.2.12分数输出 16
5 抢答器总程序 17
6.调试情况 21
7.设计体会 21
1 前 言
目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器,其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。对于采用模拟电路或者数字电路的产品,其技术相当成熟。但是随着功能的增多,电路也越复杂,并且成本偏高,故障率高,显示方式简单或者没有,无法准确判断抢按按钮的行为,也不便于参数调节及其功能的升级换代。对于计算机控制系统来说,其程序简单,反应灵敏,便于参数调节及其功能的升级换代,但鉴于其必须配合计算机实用,可操作性差,没有得到广泛的应用。而对于科技飞速发展的今天,PLC、单片机应用的不断深入,带动了传统控制检测技术的不断更新,并鉴于其本身具有的优点,以PLC、单片机为核心的部件成为主流。
传统的普通抢答器主要存在一下缺点:
⑴ 在一次抢答过程中,当出现超前违规抢答时,只能处理违规抢答信号,而对没有违规的有效信号不能进行处理,因而使该次抢答过程变为无效。
⑵ 当有多个违规抢答时,优先编码电路只能选择其中一个,或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定,各路抢答信号的“竞争”能力也被固定,因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。
⑶ 当有多个违规抢答时,普通抢答器只能“抓住”其中一个违规者。因而出现了“漏洞”。
可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置,它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域,它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
PLC的学习比一般编程学习困难在于,要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术,更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的PLC型号,然后进行资源配置,设计控制系统。
最后,在该设计过程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学,在此表示衷心的感谢。由于在设计过程中存在许多不足,希望老师同学指正。
2 系统设计内容及要求
2.1 概述
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。
三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1~SB3,最先按下按钮有效,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所示。
图1 三路智力抢答器组成框图
2.2 设计要求
1.按下启动按钮(开始抢答)后,若10s内无人抢答,则抢答器自动撤消抢答信号(有声音提示),说明该题无人抢答,自动作废。
2.按下启动按钮(开始抢答)后,第一个按下按钮的信号有效,其余信号(后按下的)无效,有效信号用灯光和声音指示。
3.若有人抢答即按下任意一个抢答按钮,从按下按钮开始计时,在答题时间(约1min)完毕时,有灯光和声音信号提示答题时间到。
4.三路抢答器应有灯显示和分数值显示,对答题正确或错误者,在操作人员的控制下,可对其加10分或减10分。加分可达最大分值是99分,减分可达最少分值是00分。工作流程如图2所示。
a. 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。
b. 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。
c. 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。
d. 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
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