畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于PLC的多路搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）2010 屆題 目基于plc的多路搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 論文字?jǐn)?shù) 14599 完成日期 2010年5月5日 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院教務(wù)部印制湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文基于plc的多路搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：本次設(shè)計(jì)利用三菱fx2n系列plc作為核心部件，完成一個(gè)八路搶答器控制系統(tǒng)的制作。該系統(tǒng)可供八個(gè)或八組分臺(tái)選手同時(shí)搶答，總臺(tái)掌握著啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)、搶答開(kāi)始按鈕、搶答復(fù)位按鈕、主持人安靜提示按鈕和手動(dòng)設(shè)置個(gè)分臺(tái)計(jì)分按鈕等，分臺(tái)則具有一個(gè)搶答按鈕。該系統(tǒng)由七段數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)、分臺(tái)號(hào)、選手計(jì)分和當(dāng)前

2、時(shí)間、溫度情況，并作為被控設(shè)備由plc驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橄到y(tǒng)中有很多七段數(shù)碼管，所以我運(yùn)用了動(dòng)態(tài)掃描的方法來(lái)減少端口數(shù)。有一個(gè)蜂鳴器提示搶答開(kāi)始、搶答復(fù)位、回答超時(shí)、搶答違規(guī)、無(wú)人搶答和安靜提示。有17個(gè)發(fā)光二極管，總臺(tái)一個(gè)用來(lái)顯示無(wú)人搶答和回答超時(shí)，每分臺(tái)兩個(gè)用來(lái)顯示搶答成功和搶答違規(guī)。本次設(shè)計(jì)中，硬件電路設(shè)計(jì)使用autocad軟件；使用gx developer軟件編寫(xiě)程序；利用gx simulator仿真軟件對(duì)八路搶答器進(jìn)行各部分模塊仿真，觀察結(jié)果。關(guān)鍵詞： 八路搶答器，系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掃描湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文plc-based multi-responder control system desi

3、gn abstract：the design of the use of mitsubishi fx2n series plc as a core component of this design to complete an eight-way control system for the production. the system components for eight or eight players in each group to answer at the same time total station holds the start/stop switch, to answe

4、r in the start button, reset button to answer in the host prompts quiet buttons and manually set the scoring button sub-station and so on. sub-station will have an answer in the button. the system consists of seven-segment led display countdown, sub-station number, player points and the current time

5、, temperature conditions, and as charged by the plc-driven device. because the system has a lot of seven-segment digital tube, so i used the dynamic scanning method to reduce the number of ports. there is a buzzer prompt to answer in the beginning, to answer in reset, the answer overtime, to answer

6、in non-compliance, no one answer in his place and quiet tips. there are 17 light-emitting diodes. with a total station 1 is used to display and answer no one to answer in overtime, each sub-units used to display the answer in his two successful and to answer in non-compliance. the design, the hardwa

7、re circuit design using autocad software; use gx developer software programming; the use of simulation software gx simulator octal responder simulation of various parts of the module, observe the results.key words：octal responder, system, dynamic scan目 錄前言1第一章 緒論21.1課題研究的目的和意義21.2 plc及搶答器的發(fā)展概況21.3課題

8、的主要內(nèi)容2第二章 多路搶答器的實(shí)現(xiàn)工具42.1 plc的功能特點(diǎn)42.2 plc系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)42.3 plc的編程語(yǔ)言42.4 本章小結(jié)5第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 plc硬件的選擇63.2硬件總體結(jié)構(gòu)框圖及分析73.3 基于plc的搶答器i/o總接線圖及分析93.3.1 基于plc的搶答器編程元件地址分配表93.3.2 plc輸入/輸出總接線圖93.4搶答硬件部分的設(shè)計(jì)及分析113.5搶答計(jì)分硬件部分的設(shè)計(jì)及分析113.6搶答倒計(jì)時(shí)硬件部分的設(shè)計(jì)及分析123.7蜂鳴器功能硬件部分的設(shè)計(jì)及分析133.8時(shí)間顯示硬件部分的設(shè)計(jì)及分析143.9溫度顯示硬件部分的設(shè)計(jì)及分析143.10本章小結(jié)

9、15第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.1.搶答主程序設(shè)計(jì)流程圖及其程序164.2搶答計(jì)分程序設(shè)計(jì)流程圖及其程序184.3搶答倒計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序224.4蜂鳴器程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序254.5時(shí)間顯示程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序分析264.6溫度顯示程序設(shè)計(jì)及分析284.6.1 fx2n-4ad-pt溫度傳感器輸入模塊概述284.6.2溫度顯示程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序294.7本章小結(jié)31第五章 軟件調(diào)試325.1 系統(tǒng)軟件仿真325.1.1 plc仿真軟件gx simulator325.1.2 仿真結(jié)果33參 考 文 獻(xiàn)35致 謝36附 錄37湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文前言搶答器作為

10、一種電子產(chǎn)品，早已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽等場(chǎng)合，但目前所使用的搶答器有的電路比較復(fù)雜不便于制作，可靠性低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向小型化、快速化、大容量，重量輕的方向發(fā)展。而plc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，且以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的新產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上已有很多類(lèi)型的競(jìng)賽搶答器，但其中絕大多數(shù)是早期設(shè)計(jì)的，采用模擬電路、數(shù)字電路或者模數(shù)混合電路的產(chǎn)品。這些搶答器已相當(dāng)成熟，但是隨著功能增多，電路也越復(fù)雜，

11、并且成本偏高，故障率高，顯示方式簡(jiǎn)單或者沒(méi)有，無(wú)法準(zhǔn)確判斷搶按按鈕的行為，也不便于參數(shù)調(diào)節(jié)及功能的升級(jí)換代。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有快速公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，例如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等。 由于plc具有的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)，使得我們編程靈活，系統(tǒng)安裝和維修簡(jiǎn)單,且在搶答器的制作時(shí)能夠更加方便和精準(zhǔn)，使競(jìng)賽真正達(dá)到公平、公正、公開(kāi)。同時(shí)，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展進(jìn)步，搶答器不斷的在知識(shí)性、娛樂(lè)性和趣味性的比賽中出現(xiàn)，豐富了人們的生活文化和娛樂(lè)活動(dòng)。本次設(shè)計(jì)我選用了最具特色和極有代表性的三菱fx2n系列plc對(duì)八路搶答器進(jìn)行編程設(shè)計(jì)和實(shí)物控制。在設(shè)計(jì)中使用autocad軟件完成整

12、體框架和各部分硬件設(shè)計(jì)；然后，使用gx developer軟件進(jìn)行各部分程序編程，理清楚設(shè)計(jì)思路，利用gx simulator仿真軟件對(duì)八路搶答器進(jìn)行各部分模塊仿真。55湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 第一章 緒論1.1課題研究的目的和意義搶答器已經(jīng)越來(lái)越多的出現(xiàn)在我們的學(xué)習(xí)生活和電視節(jié)目當(dāng)中，例如在學(xué)校里經(jīng)常會(huì)舉辦各種各樣的智力競(jìng)賽，就會(huì)用到搶答器。搶答器是能夠在任何比賽及競(jìng)爭(zhēng)性的游戲中體現(xiàn)公平、公正的電子裝備。在各項(xiàng)比賽中不僅可以準(zhǔn)確、公正和直接地判斷出第一個(gè)搶答者是誰(shuí)，還有助于鍛煉參賽者的掌握知識(shí)能力、思維反應(yīng)能力、語(yǔ)言表述能力、心理承受能力。但如果在比賽過(guò)程中，做不到嚴(yán)格意義上的公正

13、，會(huì)挫傷選手的積極性，達(dá)不到比賽的真正目的。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通過(guò)人為判斷搶答順序這種古老的方法早已被現(xiàn)先進(jìn)的電子產(chǎn)品所取代。現(xiàn)在的電子搶答器雖然制作方法不同，但基本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能都大同小異，無(wú)外乎需要設(shè)計(jì)一個(gè)競(jìng)賽搶答器，要求具有任意路搶答輸入，能夠識(shí)別最先搶答的信號(hào)，顯示該分臺(tái)號(hào)；對(duì)回答問(wèn)題所用的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)、顯示、超時(shí)報(bào)警；可以預(yù)置回答問(wèn)題的時(shí)間；同時(shí)具有復(fù)位功能，倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)功能等等的主要實(shí)現(xiàn)功能。1.2 plc及搶答器的發(fā)展概況 經(jīng)過(guò)幾十年的迅速發(fā)展，plc的功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛,其足跡已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,形成了能夠滿(mǎn)足各種將需要的plc應(yīng)用系統(tǒng)。隨著市場(chǎng)需求

14、的不斷提高，plc的發(fā)展體現(xiàn)出以下趨勢(shì)。11.向小型化、微型化和大型化、多功能兩個(gè)方向發(fā)展；2.過(guò)程控制功能不斷增強(qiáng)；3.大力開(kāi)發(fā)智能型i/o模塊；4.與個(gè)人計(jì)算機(jī)日益緊密結(jié)合；5.編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化；6.通信與聯(lián)網(wǎng)能力不斷增強(qiáng)。1近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，plc的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)不斷更新。plc是采用大規(guī)模集成電路、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型、小型、中型、大型、超大型等各種規(guī)格的plc系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域，它最適用于以開(kāi)關(guān)為主的控制功能。通過(guò)模擬/數(shù)字（a/d）轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬（d/a）轉(zhuǎn)

15、換器，也可以控制模擬量，例如控制溫度、壓力、流量、成分等參數(shù)。16基于plc的多路搶答器控制系統(tǒng)，可以根據(jù)plc修改程序方便這一特點(diǎn)，隨意調(diào)整設(shè)置的時(shí)間或者控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。如果對(duì)外部電路稍加修改，或者在系統(tǒng)程序中加入分支，可以把八路搶答器變?yōu)楦嗦返膿尨鹌鳎热缡?、十六位或者二十位等。如果將手?dòng)按鈕變?yōu)橛|摸屏，可以使搶答器更為簡(jiǎn)單方便。如果去除系統(tǒng)中的限時(shí)功能，還可以把搶答器改為呼叫器，能夠在醫(yī)院病房、賓館客房、寫(xiě)字樓辦公室、工廠生產(chǎn)車(chē)間等多種地方使用。1.3課題的主要內(nèi)容1. 搶答器同時(shí)提供8名選手進(jìn)行比賽，每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。 2. 總臺(tái)設(shè)置啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟時(shí)間開(kāi)關(guān)

16、、開(kāi)啟溫度開(kāi)關(guān)、開(kāi)始搶答按鈕、搶答復(fù)位按鈕、安靜提示鈕、手動(dòng)設(shè)置各分臺(tái)計(jì)分鈕，這些都由主持人控制。 3. 當(dāng)主持人撥開(kāi)時(shí)間開(kāi)關(guān)或者溫度開(kāi)關(guān)時(shí)，總臺(tái)上就會(huì)顯示當(dāng)前的時(shí)間或溫度。4. 具有定時(shí)搶答功能，且搶答的時(shí)間設(shè)定為5秒。當(dāng)主持人啟動(dòng)開(kāi)始搶答按鈕后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間2秒左右。 5. 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答成功，該組的搶答成功燈亮，同時(shí)定時(shí)器立即重新開(kāi)始計(jì)數(shù)（設(shè)定時(shí)間為10秒）。6.主持人按下開(kāi)始搶答按鈕前，各分臺(tái)搶答按鈕應(yīng)處于搶答違規(guī)狀態(tài)，此時(shí)如按搶答按鈕，會(huì)出現(xiàn)蜂鳴器報(bào)警（2秒），該組的搶答違規(guī)燈亮的情況。7 如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，

17、本次搶答無(wú)效，蜂鳴器響（2秒）同時(shí)無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈亮，并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 8.如果選手搶答成功，卻沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回答出問(wèn)題，則蜂鳴器響（2秒）同時(shí)無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈亮，定時(shí)顯示器上顯示00。9.選手在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回答出了問(wèn)題，主持人則根據(jù)選手回答是否正確和題目的難易度給出加/減分（1分或5分）。10.當(dāng)主持人按下復(fù)位鍵時(shí)，各分臺(tái)搶答燈（搶答成功和違規(guī)燈）均滅，總臺(tái)上的無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈滅,同時(shí)蜂鳴器響（2秒）。11.當(dāng)比賽中周?chē)穆曇暨^(guò)大，影響選手回答時(shí)，主持人可按下安靜提示鈕，蜂鳴器響（2秒），以此來(lái)提醒全場(chǎng)。第二章 多路搶答器的實(shí)現(xiàn)工具2.1 plc的功能特點(diǎn)1

18、作為一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，plc有以下一些特點(diǎn)：1.高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力；2.豐富的i/o接口模塊；3.靈活性好；4.編程簡(jiǎn)單易學(xué)；5.系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。2.2 plc系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1可編程控制器是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，它按照用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中預(yù)先編制的控制程序，通過(guò)輸入接口采入現(xiàn)場(chǎng)信息，執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，進(jìn)而通過(guò)輸出接口控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)作。作為一種以微處理器為核心的用作數(shù)字控制的特殊計(jì)算機(jī)，它的硬件配置與一般微機(jī)裝置類(lèi)似，主要由中央處理單元（cpu模塊）、信號(hào)輸入/輸出模塊、電源和編程器等部分組成，如圖2-1所示。圖2-1 plc系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2.3 pl

19、c的編程語(yǔ)言1 plc是專(zhuān)為工業(yè)自動(dòng)控制而開(kāi)發(fā)的裝置，主要使用對(duì)象是廣大工程技術(shù)人員及操作維護(hù)人員。為了滿(mǎn)足他們的傳統(tǒng)和掌握能力，plc通常不直接采用微機(jī)的編程語(yǔ)言，而常常采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程。 為電子技術(shù)所有領(lǐng)域制訂全球性標(biāo)準(zhǔn)的世界性組織iec（國(guó)際電工委員會(huì)）于1994年5月公布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)（iec1131），該標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)不同種類(lèi)的plc制造商提供在外觀和操作上相似的指令。 iec1131-3標(biāo)準(zhǔn)中定義了5種plc編程語(yǔ)言的表達(dá)方式：（1） 梯形圖lad(ladder diagram)；（2） 語(yǔ)句表stl(statement list)；（3） 功能塊圖fbd

20、(function block diagram)；（4） 結(jié)構(gòu)文本st(structured text)；（5） 順序功能圖sfc(sequential function chart)。2.4 本章小結(jié) 本章介紹了plc的功能特點(diǎn)、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及編程的語(yǔ)言。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 plc硬件的選擇一、為什么選擇plc？ 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我為什么沒(méi)有選擇單片機(jī)或是其他的硬件是因?yàn)閜lc的設(shè)計(jì)周期比較短；用plc設(shè)計(jì)的硬件和軟件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大、可靠性好；編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，即使是不熟悉電腦的工程師也可以用它開(kāi)發(fā)復(fù)雜的控制系統(tǒng)；抗干擾能力強(qiáng)，適用于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制場(chǎng)合；有豐富的擴(kuò)展模塊和聯(lián)網(wǎng)

21、能力，可以做成大型復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)等這些優(yōu)點(diǎn)。 同樣的plc也具有價(jià)格昂貴、體積大等缺點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)中老師為我們提供了plc的硬件裝置。 所以，綜合實(shí)際考慮，我選擇了plc。二、選擇fx2n的理由。我選擇了三菱fx2n系列是因?yàn)槲宜褂玫慕滩暮蛯?shí)驗(yàn)室里的器件大部分為fx2n系列，還有就是其具有幾個(gè)主要的特點(diǎn)讓我選擇了它。1.超小型可編程序控制器16與fx2系列相比，面積、容積小50%。2.高速到容量16（1）超高速程式處理:0.08us/基本指令（2）大容量存儲(chǔ)器，內(nèi)附8k步ram（run過(guò)程中可更改程序）最大可達(dá)16k(包括注釋)。（3）可選擇性：可使用ram（8k）、eprom（8k）、e

22、2prom（4k、8k、16k）或帶實(shí)時(shí)時(shí)針的存儲(chǔ)器卡盒。3.多種功能164.豐富的軟件165.內(nèi)附高速計(jì)數(shù)器（單相計(jì)數(shù)器、二相計(jì)數(shù)器）166.新增多種編程指令167.功能擴(kuò)展16 fx2n選擇不同種類(lèi)通信或電位器模塊。8.擴(kuò)展塊兼容16 fx2n可選用fx2n及fx0n的擴(kuò)展模塊及特殊擴(kuò)展模塊。 9.利用特殊功能擴(kuò)展系統(tǒng)（模擬控制、定位控制、高速計(jì)數(shù)、數(shù)字通信）16三、點(diǎn)數(shù)的選擇。由i/o接線圖（如圖3-2 所示）和計(jì)算公式：輸入總端口數(shù)（xn）+輸出總端口數(shù)（yn）+8（溫度模塊要占用8個(gè)端口數(shù)）=plc應(yīng)該用的總點(diǎn)數(shù)可以算出我所使用的plc裝置該用的點(diǎn)數(shù), ,我選擇的是fx2n-128m

23、t。由于實(shí)驗(yàn)室只有fx2n-64mt點(diǎn)的plc，所以我決定采用1個(gè)64mt的plc加2個(gè)16mt點(diǎn)的輸出擴(kuò)展模塊完成這次的設(shè)計(jì) 。四、繼電器還是晶體管的選擇。 為了適應(yīng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要，數(shù)字量輸出模板也具有多種參數(shù)和規(guī)格。根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率輸出電路的不同，plc開(kāi)關(guān)量輸出模塊可分為晶體管型開(kāi)關(guān)量輸出模塊、繼電器型開(kāi)關(guān)量輸出模塊等不同類(lèi)型。 繼電器型適用于交流和直流電路，但是響應(yīng)速度比較慢；晶體管型只適用于直流電路，但響應(yīng)速度比較快。所以綜合我這次的設(shè)計(jì)思路（整個(gè)設(shè)計(jì)只用到直流），我選擇了晶體管型。3.2硬件總體結(jié)構(gòu)框圖及分析如圖3-1所示，我這次設(shè)計(jì)的多路搶答器的主要功能有:（1）選

24、手路數(shù)（分臺(tái)）為8路；（2）各選手臺(tái)（分臺(tái)）顯示設(shè)置：有計(jì)分顯示、分臺(tái)搶答成功顯示燈、分臺(tái)違規(guī)搶答顯示燈；（3）各選手臺(tái)（分臺(tái)）的按鈕設(shè)置：搶答按鈕；（4）主持人臺(tái)（總臺(tái)）的按鈕設(shè)置：?jiǎn)?dòng)/結(jié)停止開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟時(shí)間開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟溫度開(kāi)關(guān)、開(kāi)始搶答按鈕、搶答復(fù)位按鈕、主持人會(huì)場(chǎng)安靜提示鈕、手動(dòng)設(shè)置各分臺(tái)計(jì)分鈕；（5）主持人臺(tái)（總臺(tái)）顯示設(shè)置：倒計(jì)時(shí)顯示、時(shí)間和溫度顯示、分臺(tái)號(hào)顯示、規(guī)定時(shí)間無(wú)人搶答與回答超時(shí)燈；（6）主持人臺(tái)的聲響設(shè)置：搶答開(kāi)始聲響、規(guī)定時(shí)間無(wú)人搶答聲響、回答超時(shí)聲響、搶答違規(guī)聲響、復(fù)位聲響、安靜提醒聲響；圖3-1 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖3.3 基于plc的搶答器i/o總接線圖及分析3.3.1

25、 基于plc的搶答器編程元件地址分配表在程序控制設(shè)計(jì)中，我們首先要確定需要使用那些輸入、輸出，因?yàn)槲覀冎挥兄懒溯斎?、輸出的端口?hào)，才能夠開(kāi)始編寫(xiě)程序。如下就是這次設(shè)計(jì)的地址分配表：表3-1 搶答器編程元件地址分配表輸入端口輸入裝置輸出端口輸出裝置x0啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)y32-y41分臺(tái)1-8搶答成功燈x1開(kāi)始搶答按鈕y42-y51分臺(tái)1-8搶答違規(guī)燈x2復(fù)位按鈕y52總臺(tái)無(wú)人搶答、回答超時(shí)燈x3安靜提示按鈕y1-y10分臺(tái)計(jì)分顯示 x4選擇分臺(tái)按鈕y11-y14分臺(tái)號(hào)顯示x5加1分按鈕y15-y23顯示時(shí)間、溫度x6減1分按鈕y24-y31倒計(jì)時(shí)x7加5分按鈕y53蜂鳴器x10減5分按鈕x11分

26、臺(tái)1搶答按鈕 x12分臺(tái)2搶答按鈕x13分臺(tái)3搶答按鈕x14分臺(tái)4搶答按鈕x15分臺(tái)5搶答按鈕x16分臺(tái)6搶答按鈕x17分臺(tái)7搶答按鈕x20分臺(tái)8搶答按鈕x21開(kāi)啟時(shí)間開(kāi)關(guān)x22開(kāi)啟溫度開(kāi)關(guān)3.3.2 plc輸入/輸出總接線圖由圖3-2可知，我在輸入端使用了溫度控制模塊。溫度控制模塊相當(dāng)于溫度變送器加a/d轉(zhuǎn)換器，可直接與熱電偶、鉑電阻等溫度檢測(cè)元件相連，接受來(lái)自溫度傳感器的信號(hào)并傳送給plc。在輸出端我接用了bcd譯碼器、3/8譯碼器和4/16 譯碼器，從而減少了使用plc的端口數(shù)。圖中的所有2位七段數(shù)碼管都是共陰型的。 圖3-2 八路搶答器i/o圖 3.4搶答硬件部分的設(shè)計(jì)及分析這部分硬件

27、在搶答器的設(shè)計(jì)中占有主要的部分。主要的功能有：1. 在主持人還沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)，選手就已按了搶答鈕，則此時(shí)該選手臺(tái)前的搶答違規(guī)燈（紅燈）亮。2. 在主持人按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)：（1） 選手按下了搶答鈕。最先按下?lián)尨疴o的選手臺(tái)前的搶答成功燈（綠燈）亮，如果該選手沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（10秒）回答出問(wèn)題，則總臺(tái)上的無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈（紅燈）亮。（2） 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（5秒）沒(méi)有選手按下?lián)尨疴o，則總臺(tái)上的無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈（紅燈）亮。3. 所有只要是亮了的搶答成功燈、搶答違規(guī)燈和無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈都會(huì)等到主持人按下復(fù)位按鈕后才熄滅。如下所示為搶答硬件部分的模塊圖：圖3-3 搶答硬件部分模塊圖3

28、.5搶答計(jì)分硬件部分的設(shè)計(jì)及分析該部分用了八個(gè)共陰型的兩位七段數(shù)碼管來(lái)顯示各分臺(tái)的計(jì)分情況，還有一個(gè)共陰型的七段數(shù)碼管顯示分臺(tái)號(hào)。因?yàn)槭褂玫钠叨螖?shù)碼管較多，所以在實(shí)物制作中為了減少plc端口的使用量，我用了bcd譯碼器和4/16譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該部分模塊的輸入端有一個(gè)分臺(tái)選擇按鈕、兩個(gè)細(xì)加按鈕（加1、減1）和兩個(gè)粗加按鈕（加5、減5）；輸出端則有各個(gè)分臺(tái)用于計(jì)分的兩位七段數(shù)碼管和一個(gè)顯示分臺(tái)號(hào)的七段數(shù)碼管組成。該部分模塊的主要功能是：當(dāng)選手搶答成功以后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（10秒）對(duì)主持人提出的問(wèn)題進(jìn)行了回答。主持人對(duì)選手給出的回答進(jìn)行了判斷，然后按選擇分臺(tái)按鈕（有1-8重復(fù)選擇）選定該選手的分臺(tái)號(hào)

29、，對(duì)其加/減分?jǐn)?shù)。如下所示為搶答計(jì)分硬件部分的模塊圖：圖3-4 搶答計(jì)分硬件部分模塊圖3.6搶答倒計(jì)時(shí)硬件部分的設(shè)計(jì)及分析該部分模塊的硬件是在總臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的。由下圖可以看出該模塊用了一個(gè)兩位的七段數(shù)碼管，因此只使用了一個(gè)bcd譯碼器。雖然看起來(lái)似乎是多此一舉，其實(shí)不然，這里使用了bcd譯碼器同樣減少了plc端口的使用量。倒計(jì)時(shí)在選手進(jìn)行搶答和選手搶答成功后對(duì)主持人提出的問(wèn)題進(jìn)行回答時(shí)，都分別從5和10 開(kāi)始倒計(jì)。具體說(shuō)明為：當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕的同時(shí)，倒計(jì)時(shí)從5秒開(kāi)始倒計(jì)。在這5秒的時(shí)間內(nèi)，如果有選手按下了搶答鈕（即搶答成功），則倒計(jì)時(shí)立即重新從10秒（選手回答問(wèn)題的時(shí)間）開(kāi)始倒計(jì)。但是若在

30、這5秒的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有選手按下?lián)尨疴o，則倒計(jì)時(shí)顯示會(huì)從5秒一直到00。如下所示為搶答倒計(jì)時(shí)硬件部分的模塊圖：圖3-5 搶答倒計(jì)時(shí)硬件部分模塊圖3.7蜂鳴器功能硬件部分的設(shè)計(jì)及分析蜂鳴器的功能可分為以下幾點(diǎn)：1. 當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕的同時(shí)，蜂鳴器響2秒后停止。2. 當(dāng)主持人還沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)，選手已經(jīng)提前按了搶答鈕，那么由于選手搶答違規(guī)，蜂鳴器響（2秒）；3. 當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（5秒）沒(méi)有選手按搶答鈕，則倒計(jì)時(shí)顯示到00的同時(shí)，蜂鳴器響（2秒）；4. 當(dāng)選手在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（5秒）按了搶答鈕卻沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（10秒）回答出主持人所提出的問(wèn)題，那么在倒計(jì)時(shí)顯示到

31、00的同時(shí)，蜂鳴器響（2秒）；5. 當(dāng)在比賽中，周?chē)穆曇暨^(guò)大而影響選手回答問(wèn)題時(shí)，主持人可按下安靜提示鈕，蜂鳴器響（2秒），以此來(lái)提醒全場(chǎng)。如下所示為蜂鳴器硬件部分的模塊圖：圖3-6 蜂鳴器硬件部分模塊圖3.8時(shí)間顯示硬件部分的設(shè)計(jì)及分析在時(shí)間顯示的硬件設(shè)計(jì)中我同樣用到了動(dòng)態(tài)掃描的方法來(lái)減少plc端口的使用量。在輸入端，我用了一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制三個(gè)兩位數(shù)碼管的開(kāi)啟或是關(guān)閉，這樣在需要的時(shí)候，我們可以開(kāi)啟，同樣的在我們不需要的時(shí)候也可以關(guān)閉。在主持人撥開(kāi)開(kāi)啟時(shí)間開(kāi)關(guān)以后，總臺(tái)上的三個(gè)兩位七段數(shù)碼管就會(huì)顯示出當(dāng)前的年、月、日，而過(guò)了10秒鐘的時(shí)間，同樣的三個(gè)兩位七段數(shù)碼管又會(huì)跳變?yōu)楫?dāng)前的時(shí)、分、秒，

32、10秒后又是年、月、日，依次不斷的循環(huán)，直到關(guān)閉開(kāi)關(guān)為止。我在搶答器的設(shè)計(jì)中增加時(shí)間顯示的目的是為在場(chǎng)的所有參賽選手、主持人和觀眾提供方便，以便那些在比賽時(shí)沒(méi)有帶手表或是手機(jī)的朋友們能夠隨時(shí)的知道當(dāng)前的時(shí)間。如下所示為時(shí)間顯示硬件部分的模塊圖：圖3-7 時(shí)間顯示硬件部分模塊圖3.9溫度顯示硬件部分的設(shè)計(jì)及分析 在這部分設(shè)計(jì)中，我使用到了溫度傳感器輸入模塊。這個(gè)模塊的擴(kuò)展線占用了8個(gè)輸入點(diǎn)，因此我在計(jì)算plc應(yīng)該用的總點(diǎn)數(shù)時(shí)加上了這8個(gè)點(diǎn)，這樣計(jì)算公式就成了：plc該用的總點(diǎn)數(shù)=輸入總端口數(shù)（xn）+輸出總端口數(shù)（yn）+8（溫度模塊要占用8個(gè)端口數(shù)）當(dāng)主持人按下開(kāi)啟溫度開(kāi)關(guān)時(shí)，七段數(shù)碼管上就會(huì)

33、顯示當(dāng)前的溫度。這是為在場(chǎng)的參賽選手、主持人和觀眾提供方便，因?yàn)槿绻X(jué)得室內(nèi)的空調(diào)溫度不舒服，可向相關(guān)工作人員反映，可讓其調(diào)整到舒適的溫度。fx2n-4ad-pt溫度傳感器輸入模塊是將現(xiàn)場(chǎng)的模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)傳送給plc的模塊。此模塊可將來(lái)自4個(gè)熱電阻傳感器（pt100，3線，100）的輸入放大，并轉(zhuǎn)換成12位（11個(gè)數(shù)據(jù)位+1個(gè)符號(hào)位）的可讀數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于模塊內(nèi)，或傳送給plc。溫度傳感器輸入模塊不需要外部供電，直接利用plc帶給的24v電源來(lái)供電。如下所示為溫度顯示硬件部分的模塊圖：圖3-8 溫度顯示硬件部分模塊圖3.10本章小結(jié) 本章介紹了硬件的選擇、總體結(jié)構(gòu)框圖、總體及各分

34、部模塊的i/o模塊圖和地址分配表。第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1.搶答主程序設(shè)計(jì)流程圖及其程序圖4-1 搶答主程序流程圖搶答主程序如下：一、開(kāi)始搶答程序此程序?qū)崿F(xiàn)了當(dāng)總電源開(kāi)啟（x0），主持人按下開(kāi)始搶答按鈕(x1)的同時(shí)倒計(jì)時(shí)從5秒開(kāi)始倒計(jì)。其中，set為置1指令。t10一直是閉合的，搶答開(kāi)始后倒計(jì)時(shí)從5秒倒計(jì)到00，t10斷開(kāi)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束。二、各分臺(tái)開(kāi)始搶答程序分臺(tái)1這段程序?qū)崿F(xiàn)了分臺(tái)1的搶答情況：（1）在主持人按下開(kāi)始搶答按鈕(x1)時(shí)（按下x1，m50接通），若按下x11（分臺(tái)1搶答鈕）搶答成功，則搶答成功燈（y32）亮，此時(shí)其他分臺(tái)都無(wú)法進(jìn)行搶答，因?yàn)閥32（分臺(tái)1搶答鈕）的常閉觸點(diǎn)都串

35、在了分臺(tái)2-分臺(tái)8的搶答支路上。這是一種互鎖功能。（2）在主持人還沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)，按下x11（分臺(tái)1搶答鈕）搶答違規(guī)，搶答違規(guī)燈（y42）亮，同理，分臺(tái)2-分臺(tái)8的搶答違規(guī)均失效，也是采用了互鎖的原因。而分臺(tái)2、分臺(tái)3、分臺(tái)4、分臺(tái)5、分臺(tái)6、分臺(tái)7、分臺(tái)8的搶答程序與分臺(tái)1的相似。 三、復(fù)位程序一輪搶答結(jié)束后 ，主持人按下復(fù)位鈕x2（總電源m100一直導(dǎo)通），接著程序執(zhí)行 zrst y032 y052，使連接在y32-y52連續(xù)端口上的搶答成功燈、搶答違規(guī)燈和無(wú)人搶答/回答超時(shí)燈均熄滅，同時(shí)蜂鳴器（y53）響2秒，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。其中，zrst是連續(xù)清零指令。四、無(wú)人搶答和回答

36、超時(shí)程序此程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕（x1）后，5秒倒計(jì)時(shí)開(kāi)始倒計(jì)，(1)在這5秒的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有人搶答，則無(wú)人搶答燈/回答超時(shí)燈（y52）亮，同時(shí)蜂鳴器（y53）響2秒；(2)在5秒時(shí)間內(nèi)有人搶答，但是沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（10秒）回答出問(wèn)題，則無(wú)人搶答燈/回答超時(shí)燈（y52亮 同時(shí)蜂鳴器（y53）響2秒。五、搶答成功后10秒倒計(jì)時(shí)程序此程序顯示在搶答過(guò)程中，分臺(tái)1-8只要有一個(gè)搶答成功，則y32-y41之中肯定有一個(gè)接通，那么10秒倒計(jì)時(shí)開(kāi)始進(jìn)行。4.2搶答計(jì)分程序設(shè)計(jì)流程圖及其程序圖4-2 搶答計(jì)分程序流程圖搶答計(jì)分程序如下：一、分臺(tái)號(hào)選擇程序此程序?yàn)椴竭M(jìn)選擇程序，即每按一次選

37、擇分臺(tái)號(hào)按鈕x4，只導(dǎo)通其中一個(gè)mn（m11-m17），用來(lái)選通其中一個(gè)分臺(tái)進(jìn)行加減。其中，sftlp為移位指令。二、分?jǐn)?shù)加減程序這部分程序?qū)崿F(xiàn)了某一個(gè)分臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)的加減，設(shè)計(jì)了4個(gè)按鈕，其中2個(gè)細(xì)加減（1分）和2個(gè)粗加減（5分），為搶答加減分提高了效率。incp是自加指令，decp是自減指令。 d300 k99是觸點(diǎn)比較指令，是指當(dāng)d300大于99時(shí)，自加結(jié)束； d300 k0指的是當(dāng)d300小于0時(shí)，自減結(jié)束。而加5減5程序與此相似，其中比較大的改動(dòng)是incp d300自加改為addp d300 k5 d300的加5程序，同樣的dbcp d300自減改為subp d300 k5 d300的

38、減5程序。分?jǐn)?shù)加減程序是一個(gè)子程序，所以我在此程序結(jié)束的時(shí)候用了sret（即子程序返回指令）。三、選通脈沖的產(chǎn)生程序（4/16譯碼器）4/16譯碼器我選用了74ls154，此芯片能把4位二進(jìn)制編碼的輸入譯成16個(gè)互斥的輸出之一，可以按照4位二進(jìn)制編碼執(zhí)行分配功能，把數(shù)據(jù)從一個(gè)允許端g1或g2（另一個(gè)允許接低電平）分配到16個(gè)輸出端的任1位。在這次的設(shè)計(jì)中我用了8個(gè)2位的七段數(shù)碼管，而這8個(gè)數(shù)碼管需要16個(gè)選通脈沖。原需占用plc的16個(gè)點(diǎn)數(shù)，選用了4/16譯碼器，就減少了12個(gè)plc點(diǎn)數(shù)的使用。邏輯功能見(jiàn)表4-1。表4-1 74ls154功能表輸入端輸出端g1 g2d c b a0 1 2 3

39、 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 l ll l l ll h h h h h h h h h h h h h h hl ll l l hh l h h h h h h h h h h h h h hl ll l h lh h l h h h h h h h h h h h h hl ll l h hh h h l h h h h h h h h h h h hl ll h l lh h h h l h h h h h h h h h h hl ll h l hh h h h h l h h h h h h h h h hl ll h h lh h h h h h l

40、 h h h h h h h h hl ll h h hh h h h h h h l h h h h h h h hl lh l l lh h h h h h h h l h h h h h h hl lh l l hh h h h h h h h h l h h h h h hl lh l h lh h h h h h h h h h l h h h h hl lh l h hh h h h h h h h h h h l h h h hl lh h l lh h h h h h h h h h h h l h h hl lh h l hh h h h h h h h h h h h h

41、l h hl lh h h lh h h h h h h h h h h h h h l hl lh h h hh h h h h h h h h h h h h h h l m8000是一個(gè)長(zhǎng)通開(kāi)關(guān)。plsy是一個(gè)方波脈沖的產(chǎn)生指令，據(jù)規(guī)定這個(gè)方波只能從y0或y1端口輸出，k0代表波形為無(wú)限次。plsy k550 k0 y000指的是產(chǎn)生一個(gè)頻率為550hz的方波，從y0口輸出。 m8002為一個(gè)掃描周期，mov k0 d0指的是將d0清零。所以這句指令的意思是來(lái)一個(gè)脈沖，d0就清零。y000為一列方波，incp d0指的是d0進(jìn)行自加。所以這句指令的意思是當(dāng)一個(gè)上升沿來(lái)臨時(shí)，d0就進(jìn)行自加

42、。 = d250 k16是一條觸點(diǎn)比較指令，mov k0 d250是將0放到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器d250中。因此這條程序的意思是：當(dāng)d250=16時(shí)，d250清零。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)了0-15的16位二進(jìn)制加1的循環(huán)指令，所以要清零。 mov d550 k1m50指的是將d550中的數(shù)據(jù)給m50-m53。cml為取反指令，因?yàn)橛?4ls154的功能表可以看出輸出端必須要取反之后才適合選通脈沖的程序，所以我在將數(shù)據(jù)給m50-m53之前先取反。 實(shí)現(xiàn)0000-1111的16次加1循環(huán)的狀態(tài)，傳給與4/16譯碼器輸入端相連的plc端口y5-y10。四、各分臺(tái)手動(dòng)計(jì)分及分?jǐn)?shù)顯示程序這小段程序是指主持人使用選擇分臺(tái)按鈕

43、（x4）選中分臺(tái)1，并對(duì)分臺(tái)1的分?jǐn)?shù)進(jìn)行手動(dòng)加減的調(diào)用子程序部分，call是調(diào)用子程序指令。mov d401 d305和mov d402 d306都是將分臺(tái)1上原有的分?jǐn)?shù)放入到公共數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器d305與d306中，在子程序里進(jìn)行加減程序再返回。這里的bcd是4位數(shù)據(jù)的譯碼指令，因?yàn)槲矣玫膒lc是晶體管型，所以顯示數(shù)據(jù)后，還得進(jìn)行各位取反才能輸出，以得到正確的極性。其中，cml是取反指令。k1y001指的是bcd譯碼器所連接的plc端口號(hào)y1、y2、y3、y4。由此可知，這句指令的意思就是當(dāng)d250=15時(shí)，將d305中的分?jǐn)?shù)十位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成bcd碼存于d401中，然后d401中的數(shù)據(jù)取反后給y1-

44、y4端口。此程序與上面的程序相似，只是將分?jǐn)?shù)的個(gè)位數(shù)據(jù)譯碼取反后給y1-y4端口。這個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)的是總臺(tái)上的分臺(tái)號(hào)1的顯示，同樣的此程序也用到了bcd的譯碼指令和cml取反指令，將數(shù)據(jù)譯碼并取反后給y11-y14端口。 fend是主程序結(jié)束指令。 這幾部分程序?yàn)榉峙_(tái)1的手動(dòng)計(jì)分和分?jǐn)?shù)顯示程序，而分臺(tái)2至分臺(tái)8的程序與此相似。4.3搶答倒計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序圖4-3 搶答倒計(jì)時(shí)程序流程圖搶答倒計(jì)時(shí)程序如下：一、5秒開(kāi)始倒計(jì)時(shí)程序這部分程序是：在總電源開(kāi)啟，主持人按下開(kāi)始搶答按鈕時(shí)，（1）分臺(tái)1-分臺(tái)8無(wú)人搶答（即y32-y41未斷開(kāi)）情況下，倒計(jì)時(shí)從5秒開(kāi)始倒計(jì)；（2）分臺(tái)1-分臺(tái)8在5秒

45、的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則y32-y41必有一個(gè)斷開(kāi)，5秒倒計(jì)時(shí)自動(dòng)中斷。其中，decp是一個(gè)自減指令，m8013是一個(gè)1秒脈沖。二、倒計(jì)時(shí)結(jié)束處理及數(shù)據(jù)分離 這是一個(gè)動(dòng)態(tài)掃描程序，其中有定時(shí)器t200和t201。在plc中：（1）在定時(shí)器t0-t191中，k1=100ms，k10=1s；(2)在定時(shí)器t200-t245中，k1=10ms，k100=1s。此程序是當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)到00時(shí)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束，同時(shí)蜂鳴器（y53）響2秒，主持人按鍵（x1）觸點(diǎn)m50被復(fù)位。= d450 k0為一個(gè)觸點(diǎn)比較指令，意思為d450=0時(shí)，驅(qū)動(dòng)后面的指令。倒計(jì)數(shù)信息在d450，除以10是對(duì)倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，d460倒計(jì)時(shí)十

46、位，d461倒計(jì)時(shí)個(gè)位。三、顯示倒計(jì)時(shí)程序此程序使用了bcd譯碼指令，是將d460（5秒倒計(jì)時(shí)十位數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)變成bcd碼存于d470（bcd碼的5秒倒計(jì)時(shí)十位數(shù)據(jù)），然后對(duì)d470各位取反，從y24-y27端口輸出顯示，此時(shí)輸出一個(gè)選通脈沖y31控制此時(shí)的數(shù)碼顯示器使其點(diǎn)亮。上面的程序?yàn)轱@示倒計(jì)時(shí)個(gè)位，分析與顯示倒計(jì)時(shí)十位類(lèi)同。四、10秒倒計(jì)時(shí)程序此段程序指的是：當(dāng)總電源開(kāi)啟(m100),主持人按下開(kāi)始搶答按鈕（m50），分臺(tái)1-分臺(tái)8的其中一個(gè)分臺(tái)搶答成功時(shí)，則y32-y41必有一個(gè)閉合，倒計(jì)時(shí)開(kāi)始從10秒倒計(jì)。4.4蜂鳴器程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序我設(shè)計(jì)的蜂鳴器在開(kāi)始搶答、手動(dòng)復(fù)位、搶答違規(guī)、

47、回答超時(shí)、無(wú)人搶答和安靜提示的情況下鳴叫2秒，流程圖如下：圖4-4 蜂鳴器程序流程圖一、安靜提示蜂鳴器程序此程序指的是當(dāng)主持人按下安靜提示鈕（x3）的同時(shí)，蜂鳴器（y53）響2秒。其中x3與y53并聯(lián)，這是一個(gè)自鎖程序，因?yàn)閤3是一個(gè)按鈕，按下后隨即就斷開(kāi)了，所以要用自鎖程序，才能使蜂鳴器響2秒后才停止。而開(kāi)始搶答、復(fù)位、搶答違規(guī)的蜂鳴器程序與此程序相似。二、回答超時(shí)和無(wú)人搶答時(shí)的蜂鳴器程序 這個(gè)時(shí)候的蜂鳴器響是不需要按鈕控制的，是由于回答超時(shí)（20秒）和無(wú)人搶答（10秒）時(shí)的倒計(jì)時(shí)到00時(shí)，蜂鳴器自動(dòng)響2秒的程序。4.5時(shí)間顯示程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序分析圖4-5 時(shí)間顯示程序流程圖時(shí)間程序

48、分析如下：一、時(shí)鐘數(shù)據(jù)分離程序 x21是時(shí)間開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，trd 是plc時(shí)鐘讀取指令，而trd d50指的是讀取plc內(nèi)部時(shí)鐘數(shù)據(jù)放到d50-d55中（即d50 年，d51-月，d52-日，d53-時(shí)，d54-分，d55-秒）。所以這段程序的意思是，當(dāng)撥開(kāi)時(shí)間開(kāi)啟開(kāi)關(guān)后，讀取plc內(nèi)部時(shí)鐘數(shù)據(jù)放到d50-d55中。這段為時(shí)間數(shù)據(jù)分離程序。div為除法指令，div d50 k10 d60指令執(zhí)行之后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器d60存儲(chǔ)年十位，d61存儲(chǔ)年個(gè)位，同樣的div d51 k10 d65、div d52 k10 d70、div d53 k10 d75、div d54 k10 d80、div d55 k10

49、 d85等指令執(zhí)行之后各存儲(chǔ)器分別是d65存儲(chǔ)月十位、d66存儲(chǔ)月個(gè)位、d70存儲(chǔ)日十位、d71存儲(chǔ)日個(gè)位、d75存儲(chǔ)時(shí)十位、d76存儲(chǔ)時(shí)個(gè)位、d80存儲(chǔ)分十位、d81存儲(chǔ)分個(gè)位、d85存儲(chǔ)秒十位、d86存儲(chǔ)秒個(gè)位。二、時(shí)間顯示程序因?yàn)槲以谠O(shè)計(jì)中將年月日與時(shí)分秒之間的顯示時(shí)間間隔設(shè)置為10秒，所以這段指令是執(zhí)行10秒間隔的。 = dn km是觸點(diǎn)比較指令，指的是當(dāng)dn=m時(shí)。 是指當(dāng)d0=7時(shí)，將d60中的數(shù)據(jù)放到d120中用來(lái)表示年十位。因?yàn)槲矣玫膒lc是晶體管型，所以要用cml指令將數(shù)據(jù)取反才可以進(jìn)行譯碼。k1y015指的是bcd譯碼器所連接的plc端口號(hào)y15、y16、y17、y20。由

50、此可知，這句指令的意思就是將d120中的數(shù)據(jù)取反后給y15-y20。而同樣的月十/個(gè)位、日十/個(gè)位、時(shí)十/個(gè)位、分十/個(gè)位、秒十/個(gè)位都按照這個(gè)方法進(jìn)行編程。 4.6溫度顯示程序設(shè)計(jì)及分析4.6.1 fx2n-4ad-pt溫度傳感器輸入模塊概述溫度傳感器輸入模塊與plc之間通過(guò)緩沖存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的讀出與寫(xiě)入通過(guò)from/to指令進(jìn)行。一、fx2n-4ad-pt模塊主要特性1.pt100，3線，100，3通道。2.測(cè)量溫度范圍：-1000c-+6000c（分辨率0.20.30c），相應(yīng)數(shù)字輸出：-1000-+6000（11個(gè)數(shù)據(jù)位+1個(gè)符號(hào)位）。3.供電電源：模塊內(nèi)部模擬電路dc5v/30

51、ma（可由plc提供）；模塊內(nèi)部數(shù)字電路dc25v/50ma（可由plc或外部提供）。4.占用fx2n擴(kuò)展單元8個(gè)點(diǎn)，可分配成輸入或輸出。二、模塊的轉(zhuǎn)換特性三、模塊的緩沖存儲(chǔ)器1.緩沖存儲(chǔ)器共有1#-31#2.其中主要的bfm存儲(chǔ)單元：#1-#4：ch1ch4的平均溫度的采樣次數(shù)（1-4096），默認(rèn)值為8；#5-#8：ch1ch4在0.10c單位下的平均溫度；#9-#12：ch1ch4在0.10c單位下的當(dāng)前溫度；#28：數(shù)字范圍錯(cuò)誤鎖存。它鎖存每個(gè)通道的錯(cuò)誤狀態(tài)，據(jù)此可檢查傳感器是否斷開(kāi)。#29：錯(cuò)誤狀態(tài)。 #30：識(shí)別號(hào)k2040。它存放在緩沖存儲(chǔ)器bfm#30號(hào)中。在傳輸/接收數(shù)據(jù)之前

52、，可以使用from指令讀出特殊功能模塊的識(shí)別碼（或id），以確認(rèn)正在對(duì)此特殊功能模塊的操作。4.6.2溫度顯示程序設(shè)計(jì)的流程圖及其程序圖4-6 溫度顯示程序流程圖溫度程序如下：一、溫度數(shù)據(jù)的取出及分離x22是開(kāi)啟溫度開(kāi)關(guān)，from k0 k9 d3 k1指的是將0號(hào)溫度模塊bfm 9號(hào)（當(dāng)前溫度ch1的緩沖存儲(chǔ)器）放到plc的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器d3中調(diào)用一次。div是除法指令，這句指令指的是將d3中的數(shù)據(jù)除以10，商放入d10中，余數(shù)放入d11中。由此我們可以分離出溫度的個(gè)位與十位數(shù)，將溫度的十位數(shù)據(jù)放入d10中，溫度的個(gè)位數(shù)據(jù)放入d11中。二、選通脈沖的產(chǎn)生（3/8譯碼器）3/8譯碼器我選用了74ls138，它有三個(gè)允許輸入端，因而能簡(jiǎn)化級(jí)聯(lián)合擴(kuò)展所需的外加門(mén)電路或相反器的數(shù)量，組成一個(gè)24線的譯碼器不需加反相器。作為分配器使用時(shí)其中一個(gè)允許輸入端作為數(shù)據(jù)輸入端。在時(shí)間和溫度的設(shè)計(jì)中我用了4個(gè)2位的七段數(shù)碼管，而這4個(gè)數(shù)碼管需要8個(gè)選通脈沖。原需占用plc的8個(gè)點(diǎn)數(shù)，選用了3/8譯碼器，就減少了4個(gè)plc點(diǎn)數(shù)的使用。功能表見(jiàn)表4-2。 表4-2 74ls138功能表輸入端輸出端允許選擇y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7g1 g2c a bh ll l l l h h h h h h h h ll l h h l