基于PLC的簡(jiǎn)單搶答器的設(shè)計(jì)

.PAGE.四組搶答器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)4組搶答器，即有4組選手，一位主持人。主持人有一個(gè)開場(chǎng)答題按鈕，一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位按鈕。如果主持人按下開場(chǎng)答題按鈕后，開場(chǎng)計(jì)時(shí)，時(shí)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(shí)指示燈亮，此后不能再有選手搶答；假設(shè)有人搶答，優(yōu)先搶到者指示燈亮，選手序號(hào)在數(shù)碼管上顯示，〔不再顯示時(shí)間〕其他選手按鈕不起作用。弱主持人未按下開場(chǎng)按鈕，有選手搶答，那么犯規(guī)指示燈亮并閃爍，同時(shí)選手序號(hào)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(fù)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(shí)指示燈開場(chǎng)按鈕復(fù)位按鈕顯示數(shù)碼管abcgdfe系統(tǒng)整體分析分析設(shè)計(jì)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(hào)，主持人的開場(chǎng)按鈕輸入信號(hào)和復(fù)位輸入信號(hào)。輸出量有各個(gè)指示燈〔共六個(gè)〕和數(shù)碼管字段碼輸出信號(hào)?，F(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(duì)于該搶答器系統(tǒng)，將之拆分為各個(gè)模塊，主要有：1.復(fù)位與置位模塊： 該模塊可以通過RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。2.倒數(shù)計(jì)時(shí)與顯示模塊 倒數(shù)計(jì)時(shí)功能可以通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)要求時(shí)間為8秒，可以選用T40〔單位為100ms〕的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，初值設(shè)定為80。倒數(shù)計(jì)時(shí)的顯示可以根據(jù)時(shí)間預(yù)設(shè)變量來進(jìn)展計(jì)算生成相應(yīng)的字段碼送給SEG顯示模塊來實(shí)現(xiàn)。3.指示燈響應(yīng)模塊 該模塊包括組號(hào)指示燈響應(yīng)，犯規(guī)指示燈響應(yīng)，超時(shí)指示燈響應(yīng)?？梢愿鶕?jù)主持人是否按下開場(chǎng)按鈕，是否超時(shí)，和組員搶答等情況來編寫相應(yīng)的程序。4.組號(hào)顯示模塊 該模塊根據(jù)選手搶答狀態(tài)，將相應(yīng)的選手轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)，也可以通過MOV指令將相應(yīng)的字段碼發(fā)送到輸出端，顯示相應(yīng)的組號(hào)。是否超時(shí)是否超時(shí)START是否按開場(chǎng)按鈕是否有人搶答顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)相應(yīng)組號(hào)燈亮超時(shí)指示燈亮顯示相應(yīng)組號(hào)是否按復(fù)位鍵是否有人搶答犯規(guī)指示燈亮NYNYNYYNYN復(fù)位置位模塊復(fù)位置位模塊倒數(shù)計(jì)時(shí)模塊數(shù)字顯示模塊復(fù)位復(fù)位復(fù)位置位置位搶答開關(guān)信號(hào)倒數(shù)變量值搶答開關(guān)信號(hào)指示燈模塊系統(tǒng)原理圖備注：以上為用單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)PLC系統(tǒng)的示意圖。對(duì)應(yīng)關(guān)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(fù)位置位模塊：該模塊是由網(wǎng)絡(luò)1與網(wǎng)絡(luò)8構(gòu)成。采用RS觸發(fā)器進(jìn)展置位和復(fù)位功能，在沒有人提前搶答的情況下，主持人按下開場(chǎng)按鈕，系統(tǒng)被置位；按下復(fù)位按鈕后，通過網(wǎng)絡(luò)8對(duì)系統(tǒng)復(fù)位，復(fù)位置位信號(hào)由RS觸發(fā)器表達(dá)。該模塊是由網(wǎng)絡(luò)1與網(wǎng)絡(luò)8構(gòu)成。采用RS觸發(fā)器進(jìn)展置位和復(fù)位功能，在沒有人提前搶答的情況下，主持人按下開場(chǎng)按鈕，系統(tǒng)被置位；按下復(fù)位按鈕后，通過網(wǎng)絡(luò)8對(duì)系統(tǒng)復(fù)位，復(fù)位置位信號(hào)由RS觸發(fā)器表達(dá)。2.倒數(shù)計(jì)時(shí)顯示模塊：1111該模塊通過網(wǎng)絡(luò)2和10，在沒有任何搶答信號(hào)的情況下，由定時(shí)器T38變量的值參與計(jì)算，首先做16位整數(shù)相除的運(yùn)算，然后用8和得到的結(jié)果相減〔為了顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)〕，再將得到的VW型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jì)時(shí)。該模塊通過網(wǎng)絡(luò)2和10，在沒有任何搶答信號(hào)的情況下，由定時(shí)器T38變量的值參與計(jì)算，首先做16位整數(shù)相除的運(yùn)算，然后用8和得到的結(jié)果相減〔為了顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)〕，再將得到的VW型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jì)時(shí)。指示燈響應(yīng)模塊第一局部：該模塊分普通搶答響應(yīng)和犯規(guī)響應(yīng)，以上為搶答響應(yīng)，在系統(tǒng)被置位后，沒有超時(shí)的情況下，該模塊將對(duì)選手的搶答信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作，該模塊主要局部采用互鎖形式連接，故只對(duì)最先搶答的選手做出相應(yīng)該模塊分普通搶答響應(yīng)和犯規(guī)響應(yīng)，以上為搶答響應(yīng)，在系統(tǒng)被置位后，沒有超時(shí)的情況下，該模塊將對(duì)選手的搶答信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作，該模塊主要局部采用互鎖形式連接，故只對(duì)最先搶答的選手做出相應(yīng)，點(diǎn)亮相應(yīng)組號(hào)的燈。第二局部：該局部是對(duì)選手的犯規(guī)情況做出相應(yīng)，是由網(wǎng)絡(luò)5和7共同完成的：當(dāng)系統(tǒng)沒有置位而有選手搶答時(shí)，將在M0.1~M0.4中產(chǎn)生犯規(guī)信號(hào)，從而出發(fā)網(wǎng)絡(luò)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(shí)鐘脈沖，每0.5s翻轉(zhuǎn)一次〕從而時(shí)犯規(guī)指示燈閃爍。該局部是對(duì)選手的犯規(guī)情況做出相應(yīng)，是由網(wǎng)絡(luò)5和7共同完成的：當(dāng)系統(tǒng)沒有置位而有選手搶答時(shí)，將在M0.1~M0.4中產(chǎn)生犯規(guī)信號(hào)，從而出發(fā)網(wǎng)絡(luò)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(shí)鐘脈沖，每0.5s翻轉(zhuǎn)一次〕從而時(shí)犯規(guī)指示燈閃爍。4.選手序號(hào)顯示模塊該模塊和倒數(shù)計(jì)時(shí)顯示算法有所區(qū)別：是通過指示燈響應(yīng)模塊發(fā)出的信號(hào)，將相應(yīng)組號(hào)數(shù)字對(duì)應(yīng)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(hào)該模塊和倒數(shù)計(jì)時(shí)顯示算法有所區(qū)別：是通過指示燈響應(yīng)模塊發(fā)出的信號(hào)，將相應(yīng)組號(hào)數(shù)字對(duì)應(yīng)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(hào)系統(tǒng)源程序1111..系統(tǒng)符號(hào)表..系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)的工作按照流程圖進(jìn)展〔在任何時(shí)候按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)均可立即復(fù)位〕，具體過程不再說明，以下把幾個(gè)重點(diǎn)聲明一下：1． 該系統(tǒng)通過RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)置位與復(fù)位：通過開場(chǎng)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(guān)閉定時(shí)器，保證在此情況下現(xiàn)實(shí)犯規(guī)組號(hào)。該系統(tǒng)通過SB5〔I0.5〕進(jìn)展復(fù)位。2． 當(dāng)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(shí)器8秒及時(shí)沒有溢出時(shí)，對(duì)選手的搶答信號(hào)進(jìn)展響應(yīng)。3． 當(dāng)定時(shí)器正常工作時(shí)，在8秒假設(shè)沒有選手搶答，Q0.6輸出有效電平，點(diǎn)亮超時(shí)指示燈，必須通過復(fù)位按鈕才能重置系統(tǒng)。假設(shè)有選手搶答，通過SEG模塊在數(shù)碼管上現(xiàn)實(shí)相應(yīng)的組號(hào)，即中選手搶答時(shí)，相應(yīng)的SEG顯示模塊處于使能有效狀態(tài)，此時(shí)將相應(yīng)的組號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換為字段碼送到SEG模塊顯示組號(hào)。中選手犯規(guī)時(shí)，顯示組號(hào)的原理與此一樣。4． 假設(shè)選手犯規(guī)，點(diǎn)亮犯規(guī)指示燈，并通過SM0.5閃爍顯示。此時(shí)必須按復(fù)位鍵復(fù)位系統(tǒng)。通過SB5〔I0.5〕〔網(wǎng)絡(luò)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(fù)到初始狀態(tài)。6． 在顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)的過程中，中選手搶答時(shí)，程序應(yīng)無條件跳轉(zhuǎn)〔通過網(wǎng)絡(luò)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(jì)時(shí)或組號(hào)。、實(shí)踐總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)與搶答器相關(guān)，其中應(yīng)用到西門子S7200系列PLC的根本指令：常開觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)，SEG顯示，數(shù)據(jù)傳送，置位，復(fù)位等。是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)工程。本次課程設(shè)計(jì)的容比擬簡(jiǎn)單，參考了一下書上的源程序后，發(fā)現(xiàn)有兩處小錯(cuò)誤：1.設(shè)計(jì)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(shí)的情況下讓超時(shí)燈閃爍。2.計(jì)時(shí)的8秒書上只有7秒，只顯示1~7秒，應(yīng)顯示0~7秒。此外參考程序?qū)崿F(xiàn)即時(shí)顯示功能的算法過于繁瑣，因此我加以改良。此外，計(jì)時(shí)功能書上是正數(shù)的，我是實(shí)現(xiàn)的倒數(shù)計(jì)時(shí)，更符合實(shí)際情況。在設(shè)計(jì)的過程中，閃爍這個(gè)問題比擬有意思。之前我有4種算法：1.利用兩個(gè)交替工作的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)閃爍功能。2.利用一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)T觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)功能。3.利用系統(tǒng)自帶的SM0.5時(shí)鐘脈沖實(shí)現(xiàn)功能。4.利用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)該功能。最后我選用了最為方便的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖功能實(shí)現(xiàn)指示燈的閃爍。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)S7200系列的PLC部不支持T觸發(fā)器。在設(shè)計(jì)完畢后再來考慮這個(gè)問題可以發(fā)現(xiàn)，用梯形圖設(shè)計(jì)程序雖然簡(jiǎn)單直觀，但是修改起來比擬麻煩。比方要設(shè)計(jì)一個(gè)八位搶答器，那么要在原來的根底上進(jìn)展很大的改動(dòng)。和C語言等其他的高級(jí)語