PLC六路抢答器课程设计.docx

潦职业技术学院毕业设计说明书系别：机电工程系专业：机电一体化技术学号：2008010306004姓名：王正安指导老师：赵满平2010年3月29日随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。本设计将以P1C为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入P1C的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。关键词：P1C；竞赛抢答器；七段译码器目录总结致谢.参考文献1错误!未定义书签。错误!未定义书签。O错误!未定义书签。错误!未定义书签。1错误!未定义书签。错误!未定义书签。455错误!未定义书签。7错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。161718摘要1绪论11课题研究背景1.2课程设计研究内容整体方案选择2.1 整体功能介绍2.2 竞赛抢答器控制要求硬件电路设计3.1 控制特点分析3.2 外部接线图软件设计4.1 I/O地址分配4.2 结构流程图4.3 梯形图设计与分析4.4 系统源程序程序调试及分析5.1 程序运行过程分析说明5.2 调试结果绪论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P1C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，P1C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P1C单片机为核心的部件成为主流。它对采样获得的各种抢答信号进行分析。但仅有抢答功能的抢答器已经不能满足当今社会的需要。该设计不但有抢答功能，而且还有一个计分系统，能分别对四个选手进行计分，并能够对分数进行加、减。带计分功能的智能抢答器将会取代一般的智能抢答器，更好的服务于社会。1.1课程设计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。硬件设计部分包括电路原理图、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。2竞赛抢答器控制要求设计一个七段数码管（简称1ED）显示6队的智力竞赛抢答器。抢答器的外形结构如图1-1所示；总台设有总台开关及定时复位按钮及指示灯，分台按钮及分台指示灯，蜂鸣器（简称喇叭）。图1抢答器的外形结构图(1)、系统上电后，持人在总台单击开始按钮后允许各队抢答即抢答有效。启动指示灯亮蜂鸣器响2秒。(2)、在抢答过程中1-6对任何一队先按下各自的抢答按钮(SB1SB6)后该队的指示灯亮(1116),同时1ED数码管显示当前对号，及蜂鸣器想起2秒并连锁其他选手，继续抢答无效。(3)在有队抢答的情况下，抢答器发出抢答信号定时器开始计时，抢答各队必须在120秒内完成抢答及答题;如果在120秒内未完成则作超时处理。(4)120秒后主持人对抢答状态进行确认后单击开始按钮清楚显示数码系统又继续允许各队开始抢答；直至又一个抢答先按下各自的抢答按钮。(5)、灯光亮与音响信号的意义：1 .音响响2秒+启动指示灯亮开始抢答2 .音响响2秒+某队指示灯亮由某参赛队正常答题注：各输出端口统一采用直流24V电源抢答器的控制特点分析：智能竞赛抢答器通过P1C进行控制，按要求进行编程；其主要输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心P1C9P1C将根据信号作出相应的回应。竞赛抢答器有8个输入信号（即8个输入按钮SBI-SB6SDSR）15个输出信号（即Y0Y6七段显示码，Y10Y15六队显示，Y16蜂鸣器，Y17启动指示灯）。由上述可知，P1C共有8个输入点，15个输出点。系统控制结构框图如下图1-2所示图卜2系统控制结构框图3.2外部接线图图3-2P1C六路智能抢答器外部接线图分析：SD代表"抢答开始”按钮对应输入寄存器XO,SB1-SB6代表6组参赛选手的常开按钮，分别对应X1X6,输出寄存器Y0-Y6分别对应显示器a-g,Y10-Y15分别对应1-6队显示；Y17为启动指示灯,Y16为蜂鸣器，各输出窗口统一采用直流24V电源。4软件设计4.1I/O地址分配输入分配开始抢答按钮SDXOSRX1SB1X2SB2X3SB3X4SB4X5SB5X6SB6X7复位按钮X1数码管显示aYO数码管显示bY1数码管显示cY2数码管显示dY3数码管显示eY4数码管显示fY5数码管显示gY6Y16启动指示灯Y171队显示Y1O2队显示Y113队显示Y124队显示Y135队显示Y146队显示Y15输出分配蜂鸣器七段译码管显示器如图所示d图4.1七段译码管显示器其中显示器b、C亮显示数字1；a、b、d、e、g亮显示数字2；a、b、c、d、g亮显示数字3；b、c、f>g亮显示数字4；a>c>df、g亮显示数字5；a>c>d>e>f、g亮显示数字6。设置辅助继电器宣布开始M8000定时器TOT1程序设计1主程序，在主持人按下开始按钮x时就进入了各队抢答的子程序,主持人按下X1按钮时对1ED显示各队指示灯复位。在按下XO调用子程序时，采用Y17自锁；如果没有Y17的自锁，当主持人按下XO后，程序指针便进入抢答子程序，当执行到SRET返回指令便使程序指针返回主程序段，执行CA11指令的下一条指令，所以不能再执行子程序了。抢答器程序只执行了一个扫描周期，这么短的时间供队员抢答当然是不够的。所以在每个扫描周期中都执行子程序，可以达到抢答的目的。2、在子程序设计中，主要考虑用1ED显示各队的队号，这里采用由P1C编制程序进行译码，来控制a-g段。假如参赛选手“1”号先抢答，需要将1ED的be段点亮，其对应的数字编码见表14显示数字“1”对应的编码应该是十六进制数H06或十进制的K3,这里采用十六进制数更为方便。采用MOV指令将H06送到K2Y0中显示驱动相应段发光二极管点亮显示对应的数字，其余参赛选手的对号显示于此类似，用SET指令队各参赛选手的指示灯位置进行保持，由于抢答要求一旦一人先抢答其余各队参赛选手再抢答无效，所以在每队的抢答程序中传入其余五队的常闭触电以实现相互之间的互锁。抢答器的传送数据显示数字十六进制gfedCba1H0600001102H5B10110113H4F10011114H6611001105H6D11011016HDD11111014.3梯形图设计与分XOOO_II_(Y017IIK1200Y017_II_IICA11POXOO1_II_7RSTYOOOYO17IITOM8000_II_X002YOUY012Y013Y014Y015II)CI/EtUt_IMOVHGK2Y000IIIIz1_TSETYO1OX003YO1OY012Y013Y014Y015IIttX.I/Et_JKOVH5BK2Y000IIMSETYO11X004YO1OYOUY013Y014Y015IIZtJCUzt_rI0VH4FK2Y000II>1>1MM_TSETY012yrvVm1vi9VnIaYn1R0HmsTJ>0©9T0>ATOA0ATTTISTOAas)ooozxoACriJf好好好好1HH0Z1OATTOAOTOAZooXHOAasOOOAZXQ9HAO1dj好好H齐H1卜ST0iZIoAT1OA0T0900XossOOOASH99HAOHTHHH1卜STOAHQiZTOiTTQ10T0SOOX指令表O1DXOOO<XOOO=>1ORYO17<YO17=>2OUTYO17<YO17=>3OUTTOK12OO<TO=>SCA11RO91DXOO1<XOO1>1OORTO<TO=>11ZRSTYOOOYO17<YOOO=><YO17=>ISFENO171DM8OOO<M8OOO=>18MRS1ANDXOON<×OO2>20ANIYOU<Y011=>21ANIY012<Y012=>22ANIY013<Y013=>23ANIY014<Y014=>24ANIY015<Y015=>25MOVH6K2Y000<K2Y000=>30SETY010<Y010=>31MRD32ANDX003<X003=S>33ANIY010<Y010=>34ANIY012<Y012=>35ANIY013<YO15=>51MOVH4FK2YOOO<K2YOOO=>5SETYO12