基于PLC的簡單搶答器的設計

.PAGE.四組搶答器的設計設計要求：設計一個4組搶答器，即有4組選手，一位主持人。主持人有一個開場答題按鈕，一個系統(tǒng)復位按鈕。如果主持人按下開場答題按鈕后，開場計時，時間在數(shù)碼管上顯示，在8秒仍無選手搶答，那么系統(tǒng)超時指示燈亮，此后不能再有選手搶答；假設有人搶答，優(yōu)先搶到者指示燈亮，選手序號在數(shù)碼管上顯示，〔不再顯示時間〕其他選手按鈕不起作用。弱主持人未按下開場按鈕，有選手搶答，那么犯規(guī)指示燈亮并閃爍，同時選手序號在數(shù)碼管上顯示，其他選手按鈕不起作用。所有各種情況，只要主持人按下復位按鈕，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。搶答器的示意圖如下：ＳＢ１ＳＢ１ＳＢ２ＳＢ３ＳＢ４ＨＬ１ＨＬ２Ｂ１ＨＬ３ＨＬ４CPU226ＨＬ５ＨＬ６ＳＢ０ＳＢ５第一組第二組第三組第四組犯規(guī)指示燈超時指示燈開場按鈕復位按鈕顯示數(shù)碼管abcgdfe系統(tǒng)整體分析分析設計要求可知，該搶答系統(tǒng)的輸入量有4位搶答選手的按鈕輸入信號，主持人的開場按鈕輸入信號和復位輸入信號。輸出量有各個指示燈〔共六個〕和數(shù)碼管字段碼輸出信號。現(xiàn)將I/O分配如下：輸入量SB0/I0.0SB1/I0.1SB2/I0.2SB3/I0.3SB4/I0.4SB5/I0.5輸出量指示燈HL0.1/Q0.1HL0.2/Q0.2HL0.3/Q0.3HL0.4/Q0.4HL0.5/Q0.5HL0.6/Q0.6數(shù)碼管a/Q1.0b/Q1.1c/Q1.2d/Q1.3e/Q1.4f/Q1.5g/Q1.6備注：該系統(tǒng)數(shù)碼管采用共陰數(shù)碼管。對于該搶答器系統(tǒng)，將之拆分為各個模塊，主要有：1.復位與置位模塊： 該模塊可以通過RS觸發(fā)器來實現(xiàn)。2.倒數(shù)計時與顯示模塊 倒數(shù)計時功能可以通過定時器實現(xiàn)，系統(tǒng)要求時間為8秒，可以選用T40〔單位為100ms〕的定時器實現(xiàn)，初值設定為80。倒數(shù)計時的顯示可以根據(jù)時間預設變量來進展計算生成相應的字段碼送給SEG顯示模塊來實現(xiàn)。3.指示燈響應模塊 該模塊包括組號指示燈響應，犯規(guī)指示燈響應，超時指示燈響應?？梢愿鶕?jù)主持人是否按下開場按鈕，是否超時，和組員搶答等情況來編寫相應的程序。4.組號顯示模塊 該模塊根據(jù)選手搶答狀態(tài)，將相應的選手轉換為字段碼送到PLC與數(shù)碼管相連的輸出口，可以通過PLC自帶的SEG算法實現(xiàn)，也可以通過MOV指令將相應的字段碼發(fā)送到輸出端，顯示相應的組號。是否超時是否超時START是否按開場按鈕是否有人搶答顯示倒數(shù)計時相應組號燈亮超時指示燈亮顯示相應組號是否按復位鍵是否有人搶答犯規(guī)指示燈亮NYNYNYYNYN復位置位模塊復位置位模塊倒數(shù)計時模塊數(shù)字顯示模塊復位復位復位置位置位搶答開關信號倒數(shù)變量值搶答開關信號指示燈模塊系統(tǒng)原理圖備注：以上為用單片機系統(tǒng)對應PLC系統(tǒng)的示意圖。對應關系如下：輸入量P1.0/I0.0P1.1/I0.1P1.2/I0.2P1.3/I0.3P1.4/I0.4P1.5/I0.5輸出量指示燈P1.1/Q0.1P1.2/Q0.2P1.3/Q0.3P1.4/Q0.4P1.5/Q0.5P1.6/Q0.6數(shù)碼管P3.0/Q1.0P3.1/Q1.1P3.2/Q1.2P3.3/Q1.3P3.4/Q1.4P3.5/Q1.5P3.6/Q1.6..系統(tǒng)主要模塊介紹復位置位模塊：該模塊是由網絡1與網絡8構成。采用RS觸發(fā)器進展置位和復位功能，在沒有人提前搶答的情況下，主持人按下開場按鈕，系統(tǒng)被置位；按下復位按鈕后，通過網絡8對系統(tǒng)復位，復位置位信號由RS觸發(fā)器表達。該模塊是由網絡1與網絡8構成。采用RS觸發(fā)器進展置位和復位功能，在沒有人提前搶答的情況下，主持人按下開場按鈕，系統(tǒng)被置位；按下復位按鈕后，通過網絡8對系統(tǒng)復位，復位置位信號由RS觸發(fā)器表達。2.倒數(shù)計時顯示模塊：1111該模塊通過網絡2和10，在沒有任何搶答信號的情況下，由定時器T38變量的值參與計算，首先做16位整數(shù)相除的運算，然后用8和得到的結果相減〔為了顯示倒數(shù)計時〕，再將得到的VW型數(shù)據(jù)轉換為VB型數(shù)據(jù)送到和數(shù)碼管SEG相連的輸出口QB1，從而顯示倒數(shù)計時。該模塊通過網絡2和10，在沒有任何搶答信號的情況下，由定時器T38變量的值參與計算，首先做16位整數(shù)相除的運算，然后用8和得到的結果相減〔為了顯示倒數(shù)計時〕，再將得到的VW型數(shù)據(jù)轉換為VB型數(shù)據(jù)送到和數(shù)碼管SEG相連的輸出口QB1，從而顯示倒數(shù)計時。指示燈響應模塊第一局部：該模塊分普通搶答響應和犯規(guī)響應，以上為搶答響應，在系統(tǒng)被置位后，沒有超時的情況下，該模塊將對選手的搶答信號做出相應的動作，該模塊主要局部采用互鎖形式連接，故只對最先搶答的選手做出相應該模塊分普通搶答響應和犯規(guī)響應，以上為搶答響應，在系統(tǒng)被置位后，沒有超時的情況下，該模塊將對選手的搶答信號做出相應的動作，該模塊主要局部采用互鎖形式連接，故只對最先搶答的選手做出相應，點亮相應組號的燈。第二局部：該局部是對選手的犯規(guī)情況做出相應，是由網絡5和7共同完成的：當系統(tǒng)沒有置位而有選手搶答時，將在M0.1~M0.4中產生犯規(guī)信號，從而出發(fā)網絡7中的犯規(guī)指示燈，通過PLC自帶的SM0.5特殊存放位〔系統(tǒng)自帶時鐘脈沖，每0.5s翻轉一次〕從而時犯規(guī)指示燈閃爍。該局部是對選手的犯規(guī)情況做出相應，是由網絡5和7共同完成的：當系統(tǒng)沒有置位而有選手搶答時，將在M0.1~M0.4中產生犯規(guī)信號，從而出發(fā)網絡7中的犯規(guī)指示燈，通過PLC自帶的SM0.5特殊存放位〔系統(tǒng)自帶時鐘脈沖，每0.5s翻轉一次〕從而時犯規(guī)指示燈閃爍。4.選手序號顯示模塊該模塊和倒數(shù)計時顯示算法有所區(qū)別：是通過指示燈響應模塊發(fā)出的信號，將相應組號數(shù)字對應的字段碼〔共陰數(shù)碼管〕發(fā)送到與SEG連接的端口QB1，從而顯示組號該模塊和倒數(shù)計時顯示算法有所區(qū)別：是通過指示燈響應模塊發(fā)出的信號，將相應組號數(shù)字對應的字段碼〔共陰數(shù)碼管〕發(fā)送到與SEG連接的端口QB1，從而顯示組號系統(tǒng)源程序1111..系統(tǒng)符號表..系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)的工作按照流程圖進展〔在任何時候按下復位鍵，系統(tǒng)均可立即復位〕，具體過程不再說明，以下把幾個重點聲明一下：1． 該系統(tǒng)通過RS觸發(fā)器實現(xiàn)置位與復位：通過開場按鈕SB0〔I0.0〕置系統(tǒng)為開啟狀態(tài)，并且通過常閉的M0.1~M0.4使系統(tǒng)在非法狀態(tài)下〔有選手提前搶答〕關閉定時器，保證在此情況下現(xiàn)實犯規(guī)組號。該系統(tǒng)通過SB5〔I0.5〕進展復位。2． 當系統(tǒng)置位后，在沒有選手犯規(guī)的情況下〔Q0.1~Q0.4輸出無效電平〕且定時器8秒及時沒有溢出時，對選手的搶答信號進展響應。3． 當定時器正常工作時，在8秒假設沒有選手搶答，Q0.6輸出有效電平，點亮超時指示燈，必須通過復位按鈕才能重置系統(tǒng)。假設有選手搶答，通過SEG模塊在數(shù)碼管上現(xiàn)實相應的組號，即中選手搶答時，相應的SEG顯示模塊處于使能有效狀態(tài)，此時將相應的組號數(shù)字轉換為字段碼送到SEG模塊顯示組號。中選手犯規(guī)時，顯示組號的原理與此一樣。4． 假設選手犯規(guī)，點亮犯規(guī)指示燈，并通過SM0.5閃爍顯示。此時必須按復位鍵復位系統(tǒng)。通過SB5〔I0.5〕〔網絡8〕使PLC的存放器〔M0.1~M0.4〕以及輸出口〔Q0.1~Q0.6;Q1.0~Q1.6〕恢復到初始狀態(tài)。6． 在顯示倒數(shù)計時的過程中，中選手搶答時，程序應無條件跳轉〔通過網絡9和11〕，否那么Q1.0~Q1.6中的容將與SEG輸出數(shù)據(jù)沖突，無常顯示倒數(shù)計時或組號。、實踐總結本次課程設計與搶答器相關，其中應用到西門子S7200系列PLC的根本指令：常開觸點，常閉觸點，SEG顯示，數(shù)據(jù)傳送，置位，復位等。是一個綜合性較強的設計工程。本次課程設計的容比擬簡單，參考了一下書上的源程序后，發(fā)現(xiàn)有兩處小錯誤：1.設計要求在有選手犯規(guī)的情況下，犯規(guī)燈閃爍。而書上的參考程序是在超時的情況下讓超時燈閃爍。2.計時的8秒書上只有7秒，只顯示1~7秒，應顯示0~7秒。此外參考程序實現(xiàn)即時顯示功能的算法過于繁瑣，因此我加以改良。此外，計時功能書上是正數(shù)的，我是實現(xiàn)的倒數(shù)計時，更符合實際情況。在設計的過程中，閃爍這個問題比擬有意思。之前我有4種算法：1.利用兩個交替工作的定時器實現(xiàn)閃爍功能。2.利用一個定時器和一個T觸發(fā)器實現(xiàn)功能。3.利用系統(tǒng)自帶的SM0.5時鐘脈沖實現(xiàn)功能。4.利用定時器中斷實現(xiàn)該功能。最后我選用了最為方便的系統(tǒng)時鐘脈沖功能實現(xiàn)指示燈的閃爍。同時也發(fā)現(xiàn)S7200系列的PLC部不支持T觸發(fā)器。在設計完畢后再來考慮這個問題可以發(fā)現(xiàn)，用梯形圖設計程序雖然簡單直觀，但是修改起來比擬麻煩。比方要設計一個八位搶答器，那么要在原來的根底上進展很大的改動。和C語言等其他的高級語