基于Multisim的路智力競賽搶答器(完整資料)

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基于Multisim的路智力競賽搶答器(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）基于Muｌtｉsiｍ１0的4路搶答器-—《硬件實訓》實驗報告班級：組員：指導老師:時間：目錄ＴＯＣ\o＂1—3"\u1.設計題目PＡＧEREF_Tｏｃ２３3822039\h12。課程設計目的PAGＥRＥＦ＿Toｃ２338２2039\ｈ13。設計內容和要求PＡＧEREＦ_Toc23３8220３９＼h14.基本設計原理ＰAGＥＲEF_Toｃ233８22039\h1５.總體設計框圖ＰAGEREF_Toc2３3822０40\h16。單元電路設計方案和原理說明PAＧEＲＥF_Tｏｃ23382２０41\ｈ23。１搶答電路PAGERＥF_Toc233８22０４２\ｈ2３.2發(fā)光二極管顯示電路ＰAGEＲＥＦ＿Tｏc2338２2043\h33．3主持人控制開關電路ＰＡGERＥF＿Ｔoc233822044\ｈ３3。4控制電路和秒脈沖產生電路PAＧＥRＥＦ_Tｏc23382204５\h53。５定時、譯碼、顯示電路PAGEＲＥF＿Ｔｏc233８220４6＼h５3。6完整電路圖PAGEREＦ_Toc２3382２047\ｈ67.元件清單PAＧＥREF＿Toc23382２04８\h７4.電路仿真PAGEREF＿Tｏc23３822049\ｈ10９.心得體會PAGERＥF_Ｔoc233８２2０4９\ｈ1０１0.參考文獻PAGEREF＿Toc23３８２20５０\ｈ1１一、設計題目四路智力競賽搶答器二、課程設計目的1、培養(yǎng)數(shù)字電路的設計能力。２、掌握搶答器電腦設計方法。三、設計內容和要求3。1設計內容⒈設計一個智力競賽搶答器，可同時供4名選手或４個代表隊參加比賽，他們的編號分別是1、2、3、4、５、6、7、4,各用一個搶答按鈕,按鈕的編號與選手的編號相對應，分別是S0、S1、S２、Ｓ3、S4、S5、Ｓ6、S7。⒉給節(jié)目主持人設置一個控制開關，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。⒊搶答器具有數(shù)據鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕,編號立即鎖存，相應選手的燈亮。封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的信號燈一直亮到主持人將系統(tǒng)清零為止。4．用中小規(guī)模集成電路組成智力競賽搶答器電路,畫出各單元電路圖和總體邏輯框圖,正確描述各單元功能,合理選用電路器件,畫出完整的電路設計圖以及寫出設計總結報告。3。2設計要求⒈搶答器具有定時搶答的功能，且一次搶答的時間可以由主持人設定。當節(jié)目主持人啟動“開始"鍵后，要求定時器立即減計時，并用顯示器顯示。⒉參賽選手在設定的時間內搶答，搶答有效,定時器停止工作，相應選手的燈亮，顯示器上顯示搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。⒊如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效,系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。四、基本設計原理4路智力競賽搶答器，當有人按下按鈕后，代表他這一組的發(fā)光二極管就亮了,同時,別組成員按下按鈕時,則不會使自己這一組的燈亮。要想實現(xiàn)這個目的,我們可以用鎖存器或者觸發(fā)器來實現(xiàn)，因為它們都能存儲一位二進制數(shù)字。主持人有一個開始鍵,當這個鍵按下時,才會使搶答器正常工作；當這個鍵彈起時，無論４個選手如何按按鈕,他們各自所對的發(fā)光二極管都不會亮。這個開關我們可以用芯片上的清零端或者使能端來實現(xiàn)。當然，既然是搶答器,就會有時間限制，我們需要一個倒計時器，并且需要將時間顯示,我們可以用相關的芯片實現(xiàn)這一功能，具體設計在下面的設計中會有詳細的敘述.每次搶答完后,主持人都會將時間重新置數(shù)，這一功能也可以通過芯片上的相應端口來實現(xiàn).總體設計框圖它由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答鍵時，能使代表該選手的發(fā)光二極管發(fā)光，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答,擴展電路完成定時搶答的功能以及將時間顯示出來.六、單元電路設計方案和原理說明智力搶答器包括搶答電路，發(fā)光二極管顯示電路，主持人控制開關電路，控制電路，秒脈沖產生電路，定時、譯碼、顯示電路。下面對各部分進行詳細敘述。６.１搶答電路搶答電路的功能有兩個：1、能分辨出選手按按鈕的先后,并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供顯示電路使用;２、使其他選手的按鈕操作無效。搶答電路包括集成D觸發(fā)器74LS３７4和4個開關。374為具有三態(tài)輸出的四D邊沿觸發(fā)器,且是上跳沿觸發(fā)的。當一個脈沖的上升沿到來時，輸出Ｑ端的值為相應Ｄ端的值.OC端為使能端,低電平有效,當ＯＣ接高電平時,處于高阻狀態(tài)，ＯＣ端接低電平時,芯片能夠正常工作。4個D端接4個開關，開關另一端接高電平.CLK端接脈沖信號。下圖即是搶答電路電路圖.圖為搶答電路6。2發(fā)光二極管顯示電路發(fā)光二極管顯示電路是由4個發(fā)光二極管組成,由于在仿真時要觀察燈的亮與熄滅，所以用燈來代替一下。4個燈的一端分別接在74ＬS374的４個Q端,另一端分別接地。當Q端輸出為高電平時，燈就會被點亮,否則就會熄滅。下圖即為發(fā)光二極管顯示電路。圖為發(fā)光二極管顯示電路6．3主持人控制開關電路主持人控制開關有很多作用,當這個開關彈起時,７4LS374將不工作,并且可以控制譯碼顯示電路的清零和置數(shù)功能。我們先來介紹一下計數(shù)器７４ＬS１92的功能。下圖為74LS１9２功能表。從以上兩個圖可知,CR端為清零端,當CＲ端為高電平時，輸出為低電平；CＲ端為低電平時,芯片可以進行別的功能。在CR端為低電平的情況下，LD端為低電平時,輸出為4個D端上的值,這就是我們所說的置數(shù)功能。在CR為低電平，LＤ為高電平的情況下，CPＵ接脈沖信號，CＰＤ接高電平,此時芯片處于加計數(shù)狀態(tài);CＰU接高電平,ＣPD接脈沖信號，此時芯片處于減計數(shù)狀態(tài);ＣPＵ和CＰＤ均接高電平,芯片處于保持的狀態(tài).基于對74LS１92的了解,我們可以將清零端和置數(shù)端作為主持人控制開關電路的一部分.我們將CR端和LD端分別接兩個單刀雙擲開關，開關一端接高電平，一端接低電平。下圖即為主持人控制開關電路。6。4控制電路、報警電路和秒脈沖產生電路控制電路是由4個或門組成的。74LＳ3７4的４個輸出端分別接在4個兩輸入或門的輸入端上，每兩組的輸出有分別接在另一個或門的輸出端，最后輸出端和脈沖信號接在一個或門的輸入端,輸出端接在74LS374的脈沖輸入端和74LS192的CPD端。當有一人按下了搶答開關后，所對應的Q端輸出為高電平，經過幾個或門后，最后輸入74LS３74和74ＬS192的脈沖輸入端的信號固定為高電平,則我們將脈沖信號鎖住了,無論別的搶答開關按下與否，都不會影響結果.這就起到了控制電路的作用。報警電路中，使用燈來表示，當無人搶答時，指示燈亮.秒脈沖信號產生電路可以通過５5５定時器得以實現(xiàn)，但在此次設計中，我們?yōu)榱撕啽悖苯佑梅讲娫磥韺崿F(xiàn),將其周期改為1秒即可。下圖為控制電路和秒脈沖產生電路電路圖.6。5定時、譯碼、顯示電路定時、譯碼、顯示電路是由7４LS4４譯碼器,74LS19２計數(shù)器和七段數(shù)碼管構成的。在仿真時我們用的是將譯碼器和七段數(shù)碼管集成之后的一個數(shù)碼管，這樣可以使我們在仿真時稍微簡單一些。我們將74ＬS192的四個輸入端DCBA端分別接上高電平,低電平,低電平，高電平,則通過譯碼器在七段數(shù)碼管上顯示９，然后通過減計數(shù)，依次減一，當搶答按鈕按下時，控制電路將會鎖住脈沖信號,因此數(shù)碼管應該顯示當前數(shù)字不變.直至下一次搶答時,主持人通過置數(shù)重新將其置為９。下圖為定時、譯碼、顯示電路。６.6完整電路圖元件清單十進制加減計數(shù)器74LS1９2×１D觸發(fā)器74ＬS374×1電阻器包（RPACK1*４ＳＩＰ)×１開關DSWPK_4*1,ＴD＿SW1×3燈ＬAMP5v_１ｗ×９或門74HC３2D_4V×9示波器XSＣ1×1時鐘電壓源CLＯCK_VOLTAGＥ×1非門7404N×１數(shù)碼管DＣD_HEＸ_YELLOW四、電路仿真1、當主持人開關電路的按鈕彈起時,即使別的搶答按鈕按下時，發(fā)光二極管也不會亮。下圖是這種情況的仿真結果由上圖可知,J１2彈起時,雖然J1中的開關3閉合，但是發(fā)光二極管仍然是熄滅的，這也證明了上文的結論。２、當主持人控制開關閉合時,如果有一組已經先將搶答開關按下后，其余的組再將搶答開關按下時，他們所對應的發(fā)光二極管也不會亮。在J１中的開關4先按下的情況下，雖然后面的開關１、6、7也按下了,但是也只有由開關4控制的燈X4亮，而別的燈都沒有亮。這也就證明前文結論的正確。當開始正常搶答后，計數(shù)器開始倒計時，當無人搶答時,報警指示燈X9亮,數(shù)碼管顯示當前搶答剩余時間.４、當開始正常搶答后，計數(shù)器開始倒計時,當有人搶答后，數(shù)碼管上應該顯示當前的數(shù)字不變,直到主持人在下一個問題時將其重新置數(shù).J1中開關5按下了，他所對應的燈Ｘ５也亮了，而此時數(shù)碼管顯示為5，并且不再變化了，這也證明了前文結論的正確。九、心得體會這一次的課程設計老師，沒有限定我們用什么仿真軟件,給了我們一定的空間。常用的仿真軟件有三個，分別是pｅｓpicｅ，proteｌ和maｔｌab，這三個軟件都各有利弊:pｅspice的仿真功能比ｐrotｅl強，proｔel主要是焊制電路板的,ｍａt(yī)ｌab的畫圖功能很強悍(在做信號與系統(tǒng)實驗里有深刻體驗)。在這一次課程設計中,我選擇Multiｓｉm仿真軟件。對于Ｍuｌtisim仿真軟件，在沒用之前，我感覺很難。首先，這個軟件是全英文的，大部分的專業(yè)詞匯都是我們不認識的,這也增加了我們學習軟件的難度，雖然它有漢化的，但很多重要的設置是無法漢化的，自己所需要用的全憑自學。因此,第一次接觸它時說它不難那是假的。但是，當我們開始用它時，發(fā)現(xiàn)他并沒有想象中的那么難，其實，我們只需要怎么畫圖和仿真就行了，至于別的，我們不需要怎么會用，以后有時間自己再學習就可以了。我到圖書館找了相關的書籍。經過一番努力地尋找，我終于找到了一本書。但是，回來一看，我發(fā)現(xiàn)這本書所講的和我用的軟件不是一個版本的。我想啊，雖然不是一個版本,但也應該差不多的,最起碼基本功能應該一樣。果然,和我想的一致。經過一段時間的摸索，我終于學會了畫圖.我做的題目是4路智力競賽搶答器，經過一段時間的準備,我終于在軟件上畫出了相應的圖，其中最麻煩的是不知如何接七段數(shù)碼管,因為接上這個的話，在做仿真時就會出現(xiàn)問題，最后,我決定用四角的數(shù)碼管來做仿真，這個四腳的是譯碼器和七段數(shù)碼管集成的，因此連線方面倒省了我不少事。就這樣，我做出了仿真.在此我要感謝老師的諄諄教導和同學們的幫助，我相信這十幾天的不懈努力會給我未來的學習帶來很多的啟發(fā)，我會在以后的工作生活中更好的理論聯(lián)系實際，證明自己的能力。十、參考文獻[1］《電子技術基礎》（數(shù)字部分)康華光主編高等教育出版社[2]《電子技術基礎實驗》(數(shù)字部分）祁存榮主編武漢理工大學出版社［3］《數(shù)字邏輯》歐陽星明主編華中科技大學出版社［4］《數(shù)字電子技術》張惠敏主編化學工業(yè)出版社［5］《74系列芯片手冊》李海主編重慶大學出版社課程設計題目:基于ＰLＣ的搶答器設計姓名徐偉學號２01３03120０２4系（院）電子電氣工程學院班級Ｐ1３電氣二班指導教師賁艷波職稱副教授2０1５年10月２４日引言可編程序控制器（PLC）是一種新型的通用的自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體,是功能加強、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，ＰＬC的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的ＰLC應用系統(tǒng)中，PLＣ往往是作為一個核心部件來使用,僅PLC方面知識是不夠的,還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合,加以完善。PLC的應用領域已經拓寬到了各個領域，在日常生活中,智能搶答器廣泛的應用于各種競賽和搶答場合.越來越多的搶答器投入市場,可是大部分的搶答器主要采用的是單片機系統(tǒng);而單片機系統(tǒng)由于穩(wěn)定性不高，所以我們設想是否可以利用PLC進行搶答器的設計，所以我們小組針對此次畢業(yè)設計進行了軟硬件的設計?；诖耍覀儾捎昧藲W姆龍公司的ＰLＣ來實現(xiàn)智能搶答器控制系統(tǒng)的設計。一、可編程控制器的發(fā)展史1。1、可編程控制器的由來PLＣ早期主要應用于工業(yè)控制，但隨著技術的發(fā)展，其應用領域正在不斷擴大。可編程控制器（ＰrogrａmmabｌeLｏgｉcａlControｌler）簡稱PＣ或PLC，是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件，是美國數(shù)字公司（ＤEC）為美國通用公司（GＭ）研制開發(fā)并成功應用于汽車生產線上,可編程控制器自此誕生.隨著計算機技術的飛速發(fā)展，PLＣ軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質與量的變化，其控制技術也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時推動了先進制造技術的相應發(fā)展。現(xiàn)代PLC已經成為真正的工業(yè)控制設備.1。２、可控制編程器的發(fā)展雖然ＰＬＣ問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn),大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展和數(shù)據通訊技術的不斷進步,ＰLＣ也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段：１．早期的ＰLC（60年代末—70年代中期)早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLＣ多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等.它在硬件上以準計算機的形式出現(xiàn)，在I／O接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現(xiàn)場的要求.裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝,體積小,能耗低，有故障指使,能重復使用等。其中PLＣ特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今.２．中期的PLC（70年代中期-80年代中后期）在7０年代微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本,德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為ＰLＣ的中央處理單元(CPＵ)。這樣，使PLＣ得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外,還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量,使各種邏輯線圈的數(shù)量增加,還提供了一定數(shù)量的數(shù)據寄存器,使PLC得應用范圍得以擴大。３.近期的PＬＣ(80年代中后期至今）進入8０年代中、后期,由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌,使得各種類型的ＰLＣ所采用的微處理器的當次普遍提高。而且,為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PＬC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。1．3、可編程控制器的應用自１969年第一臺可控編程控制器問世以來，目前可編程控制器已經成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器。PＬC所以被廣泛應用,是由它的突出特點和優(yōu)點的性能分不開的，為了滿足工業(yè)生產對工業(yè)控制設備安全可靠的要求，PＬC采用了微電子技術，大量的開關動作由無觸電的的半導體電路來完成，PLＣ選用的電子器件一般是工業(yè)機,有的甚至是軍用機,平均無故障時間很長。PLＣ具有良好的環(huán)境適應性，可用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。再電源瞬間斷電的情況下仍可以正常工作,具有很強的的抗空間電磁干擾能力,可以抗峰值高達100０V、脈寬1０us的矩形波空間電磁干擾,具有良好的抗震能力和抗沖擊能力。一般對環(huán)境溫度要求不高，在環(huán)境溫度-20-65度、相對濕度為３5%－８5％情況下仍可正常工作.二．可編程控制器的主要原理和組成2.1、可編程控制器的主要原理CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務的循環(huán)序列稱為掃描，CPＵ的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通信請求、執(zhí)行CPU自診斷測試及寫輸出等內容。PLＣ可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設備.它一直周而復始地循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務.用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運行時，PＬC也在掃描，只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內容。典型的PＬC在一個周期中可完成以下５個掃描過程。1。自診斷測試掃描過程。為保證設備的可靠性,及時反應所出現(xiàn)的故障,ＰLC都具有自監(jiān)視功能。自監(jiān)視功能主要由時間監(jiān)視器完成.WDT是一個硬件定時器，每一個掃描周期開始前都被復位.WDT的定時可由用戶修改,一般在10０~20０ms之間。其它的執(zhí)行結果錯誤可由程序設計者通過標志位進行處理。２.與網絡進行通信的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網絡的ＰLC系統(tǒng)才有通信掃描過程,這一過程用于PＬC之間及PＬC與上位計算機或終端設備之間的通信。3.用戶程序掃描過程。機器處于正常運行狀態(tài)下，每一掃描周期內部包換掃描過程.該過程在機器運行中是可控的，即用戶可以通過軟件進行設定。用戶程序的長短,會影響過程所用的時間。2。2、可編程控制器的組成部分PＬＣ與通用計算機沒有什么區(qū)別,只是一臺增強了I/O功能的可與控制對象方便連接的計算機。其完成控制的實質是按一定算法進行Ｉ／Ｏ變換,并將這個變換物理實現(xiàn),應用于工業(yè)現(xiàn)場。１.輸入寄存器輸入寄存器可按位進行尋址,每一位對應一個開關量,其值反映了開關量的狀態(tài),其值的改變由輸入開關量驅動，并保持一個掃描周期。CＰU可以讀其值，但不可以寫或進行修改。2。輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了PLＣ在下一個時間段的輸出值，而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值,表明的是上一時間段的真實輸出值.在程序執(zhí)行過程中，CＰU可以讀其值,并作為條件參加控制,還可以修改其值,而中間的變換僅僅影響寄存器的值.只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出,即只有最后的修改才對輸出接點的真實值產生影響。３.存儲器存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改，PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運行。用戶存儲器中存放的是用戶程序和運行所需要的資源，Ｉ／O寄存器的值作為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復雜的控制功能。4.CPU單元CPU單元控制著Ｉ/O寄存器的讀、寫時序,以及對存儲器單元中程序的解釋執(zhí)行工作,是ＰＬC的大腦。5。其它接口單元其它接口單元用于提供PＬＣ與其它設備和模塊進行連接通信的物理條件。三、智能搶答器的電路設計3.1、設計方案和思路（1）PLC搶答器的控制要求：一、在主持人按下?lián)尨鸢粹o之前，選手提前搶答則選手桌上的指示燈1或者２閃爍4秒，然后熄滅二、在主持人按下?lián)尨鸢粹o之后１５秒鐘之內,選手未搶答則主持人桌上的指示燈滅，宣布搶答無效.三、主持人按下?lián)尨鸢粹o以后，其中一個選手先搶答，其桌上的指示燈亮,另一個選手不能搶答桌上的指示燈不亮。四、選手搶答后必須在40秒鐘之內回答完畢，如果在40秒鐘內未回答完畢則其桌上的指示燈滅，主持人桌上的指示燈亮，1５秒后自動熄滅。五、每一次搶答之前主持人按下復位開關，使得各選手桌上的指示燈處于熄滅狀態(tài)。六、選手回答正確以后,主持人按下加分按鈕，則其對應的選手組計分燈亮一個，回答錯誤，按下減分按鈕，則對應的選手組計分燈滅一個.主持人按下復位按鈕以后，加減分指示燈不變化?；谝陨峡刂埔?，我們小組討論采用以歐姆龍公司的ＰＬＣ為主要控制器.圖２—2既是我們的控制流程圖。（２)硬件設計方案，即Ｉ/O配線圖輸入設備：S1搶答啟動按鈕00000S2１號搶答按鈕００0０１S３2號搶答按鈕00002S41號加分按鈕00003S５1號搶答按鈕00004S62號加分按鈕０00０５S７2號減分按鈕0０00６S8復位按鈕０0007輸出設備:HＬ１01０00HＬ２０1001/01００2HL３010０3／01004HL401005ＨL501006HＬ601007ＨＬ７01100ＨL80１10１HL9０1102HL100110３HL11０11043.２、軟件編程及上機調試過程根據以上設計的I／O配線圖,我們用歐姆龍的軟件進行的編程。主要采用了歐姆龍的編程軟件進行了程序設計,主要加入了時間、計數(shù)的程序,其程序見附錄一；在小組的智能搶答器設計過程中,在我們的硬件完成制作以后，我們把程序傳入PLC，進行軟件調試過程中發(fā)現(xiàn)了一下問題：（1)調試過程中發(fā)現(xiàn)硬件與ＰLC接線的時候,輸入點和輸出點的接線出現(xiàn)了無響應的現(xiàn)象,經過我們小組對硬件的檢查，以及查詢各方面的資料,最終我們發(fā)現(xiàn)時在輸入點介入的時候，其公共端的電源接線上出現(xiàn)了差錯。經過調試,最后達到了預期的要求。(2）在小組的硬件設計完成以后，我們把程序傳入PＬC中,進行上機調試。發(fā)現(xiàn)在不同的時間段,各個信號燈的狀態(tài)如下圖所示:序號10秒后20秒后30秒后HＬ1正常正常閃動HL2正常正常閃動HＬ3正常正常閃動HL4正常正常閃動HL5正常正常閃動HL６正常正常閃動HL7正常正常閃動ＨL8正常正常閃動HL9正常正常閃動HL10正常正常閃動HL11正常正常閃動經過小組的討論，我們最后找到問題的解決方案,經過一段時間的調試，恢復了正常。３.3、本次設計在實際中的應用基于普通的搶答器，其準確性總是無法滿足現(xiàn)實生活的需求,總是會出現(xiàn)搶答失誤的現(xiàn)象,出現(xiàn)搶拍的現(xiàn)象，針對這種現(xiàn)狀，我們小組討論設計了一個智能搶答器控制系統(tǒng)，它的設計可以應用在比較正式的場合，對于設計的準確性進行了調試運行,我們采用了歐姆龍公司的PLC進行控制,編程簡單，控制靈活成了本次設計的亮點，可以不斷地改進設計的性能。為此，在社會中很受歡迎，而且還可以作為教師的實物教學過程?？傊瑢τ诒敬卧O計的完成，有利于控制以后搶答器的發(fā)展導向，會向著更優(yōu)化的發(fā)展方向前進。結論在這次設計的制作過程中,我們小組的成員不斷的設計制作方案,經過多次討論表決，最后制定出一個實際運行的計劃,并把本次設計分為了四個設計階段:第一階段:我們收集相關的資料，把在制作過程中所需要的原件，進行統(tǒng)一整理，以備下一階段的采購;第二階段:針對以上的材料準備，我們分工明細,一起購買在設計中所需要的物件。第三階段：在所有的物件都準備齊全以后,我們開始了水箱液位系統(tǒng)的制作過程,我們在陳娜老師的指導下，不斷的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。最終基本完成了制作任務；第四階段：我們整理了與制作相關的資料，對本次制作過程中花費進行了清算,最后全身心的去寫作畢業(yè)論文。在本次設計過程中，我們學會了把理論上的知識和實際生活的需求進行了合理的融合，不斷的把我們的好的想法和觀點,實施于制作過程中。創(chuàng)新源于實際，我們真正的學會了學習，學會了適應社會的發(fā)展。老師的悉心指導，讓我們從中學到了好多的知識.是我們在書本上無法學到的.附錄一：青島濱海學院畢業(yè)設計評閱、評審意見表專業(yè)：樓宇智能化工程技術學生姓名：王海峰題目:PLＣ二路搶答器指導教師評語：成績：指導教師（簽字):年月日答辯委員會（或答辯小組）評審意見:成績:組長（簽字）：年月日課程設計報告課程名稱：單片機課程設計報告題目：8位競賽搶答器的設計學生姓名：所在學院：信息科學與工程學院專業(yè)班級：學生學號：指導教師:2０13年1２月２5日課程設計任務書報告題目8位競賽搶答器的設計完成時間12．15-1２．29學生姓名專業(yè)班級指導教師職稱講師總體設計要求和技術要點設計一個數(shù)字式電容測量儀電路,要求如下：以單片機為核心,設計一個8位競賽搶答器:同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕Ｓ0~S7表示。設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S,開關由主持人控制.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應的編號,并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.當主持人啟動“開始”鍵后,定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間為0。5s左右.參賽選手在設定的時間內進行搶答,搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答,定時顯示器上顯示０0工作內容及時間進度安排第17周:周一、周二:選題,明確任務，指導教師對課題進行講解，資料檢索周三：硬件設計,硬件仿真周四、周五：軟件設計第１8周：周一:綜合調試周二、周三、周四：書寫課程設計報告周五：答辯評分課程設計成果1．與設計內容對應的軟件程序2．課程設計總結報告摘要搶答器作為一種工具，已廣泛應用于各種智力和知識競賽場合。但搶答器的使用頻率較低，且有的要么制作復雜，要么可靠性低.作為一個單位，如果專門購一臺搶答器雖然在經濟上可以承受,但每年使用的次數(shù)極少,往往因長期存放使(電子器件的)搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展，因此設計了本搶答器.本設計是以八路搶答為基本理念?？紤]到依需設定限時回答的功能,利用AT89Ｃ5２單片機及外圍接口實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理,將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行計時,同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。用開關做鍵盤輸出，揚聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠實現(xiàn)：在搶答中,只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可在1—30s設定；可以顯示是哪位選手有效搶答，正確按鍵后有5s的音樂提示(即揚聲器發(fā)出響聲)；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示,滿時后系統(tǒng)計時自動復位及主控強制復位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。關鍵詞:8９ｃ52；電路;顯示；按鍵目錄一、概述…………１二、方案設計………………1三、硬件電路設計…………21、搶答器的電路框圖…………22、單元電路………………32。１、搶答器電路………………………32．2、時序控制電路……………………３２．3、復位電路…………33、時鐘震蕩電路………………34、報警電路…………………3四、軟件設計………………41、系統(tǒng)主程序…………42、系統(tǒng)程序…………5五、結論與心得………………………10六、參考文獻……………………1０一、概述本實驗電路由搶答電路、譯碼顯示電路、主持人控制電路、定時電路、報警電路組成.通過復位按鍵ＦＷ,電路進入準備就緒狀態(tài)。將搶答時間設定在30S，然后按下開始鍵開始搶答.，在電路中“Ｓ0－S7”為8路搶答器的８個按鍵，當有鍵按下，程序鎖定信號，從P2口輸出搶答者號碼的七段碼值，送到數(shù)碼管顯示,并封鎖按鍵，保持剛才按鍵按下時刻的時間，禁止其他人按鍵的輸入,從而實現(xiàn)了搶答的功能。當設定的搶答時間結束，仍然沒有搶答鍵被按下,則產生已經超時的報警信號,結束搶答。當要進行下一次的搶答時,首先按一下復位按鍵，電路復位.該設計是以MCS51為基礎，結合單片機匯編語言知識，設計而成的８位競賽搶答器。在偉福試驗箱上實現(xiàn)仿真.主持人按下“開始搶答鍵"既單脈沖鍵后,喇叭響0。5秒給出提示信號，并立刻進入搶答倒計時（預設30秒搶答時間)此時，數(shù)碼顯示管上顯示倒計時時間：有選手搶答,停止計時，八段數(shù)碼顯示搶答時間和選手號;無選手搶答，倒計時３0秒后，顯示0０。然后選手等待主持人按下按鈕開始新一輪搶答。注意：（１)由于設計的局限性,如果在無人搶答期間，30秒還未到,主持人不能按下重新下一輪搶答按鈕。(2）由于試驗箱上按鈕數(shù)量有限,故選用開關代替按鈕，供８位選手搶答使用。鑒于開關與按鈕動作過程的差異,所以每次當選手搶答，撥下開關時必須將開關復位。(3）當系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候,停止操作，重新編譯開始。二、方案設計方案:該系統(tǒng)采用51系列單片機AＴ８9C５1作為控制核心,該系統(tǒng)可以完成運算控制、信號識別以及顯示功能的實現(xiàn).由于用了單片機，使其技術比較成熟，應用起來方便、簡單并且單片機周圍的輔助電路也比較少,便于控制和實現(xiàn)。整個系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性,能方便地對系統(tǒng)進行功能的擴張和更改.MＣS－51單片機特點如下：〈1＞可靠性好:單片機按照工業(yè)控制要求設計,抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CＰU，程序指令和數(shù)據都可以寫在ROM里，許多信號通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴充。<2〉單片機有一般電腦所必須的器件.＜3>控制功能強：單片機指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令.三、硬件電路設計1、搶答器的電路框圖

如圖3。1。１所示為電路框圖。其工作原理為：接通電源后,主持人按下開關即為“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間。定時器倒計時，揚聲器給出5s聲響提示。選手在定時時間內搶答時,搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作＂開始、停止”狀態(tài)按鍵。搶答按扭搶答按扭優(yōu)先編碼電路鎖存器譯碼電路譯碼顯示主持人控制開關控制電路報警電路秒脈沖產生電路定時電路譯碼電路顯示電路圖3.1。1電路框圖2、單元電路3。2。1、搶答器電路該電路完成兩個功能：一是判斷出選手按鍵的先后,并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關重新置，“清除"然后再進行下一次搶答。3.２。２、時序控制電路時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下功能：a．主持人將控制開關撥到"開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進人正常搶答工作狀態(tài)。ｂ。當參賽選手按動搶答鍵時,揚聲器發(fā)聲,搶答電路和定時電路停止工作。3．2．3、復位電路設計外部中斷和內部中斷并存，單片機硬件復位端，只要持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位,硬件復位后的各狀態(tài)可知寄存器以及存儲器的值都恢復到了初始值,因為本設計中功能中有倒計時時間的記憶功能，所以不能對單片機進行硬件復位,只能用軟件復位，軟件復位實際上就是當程序執(zhí)行完之后，將程序通過一條跳轉指令讓它完成復位。3、時鐘震蕩電路時鐘震蕩電路單片機必須在89Ｃ52驅動下才能工作，在單片機內部有一個時鐘震蕩電路,只需要外接一個振蕩器就能產生一定的時鐘信號送到單片機內部的各個單元。4、報警電路報警電路用于報警,當遇到報警信號時，發(fā)出警報。8952動喇叭的信號為各種頻率的脈沖。因此,最簡單的喇叭驅動方式就是利用達林頓晶體管，或者以兩個常用的小晶體管連接成達林頓架勢。在右圖中電阻R為限流電阻，在此利用晶體管的高電流增益,以達到電路快速飽和的目的。不過，如果要由Ｐ0輸出到此電路，還需要連接一個10K的上拉電阻.圖3硬件電路圖四、軟件設計１、系統(tǒng)主程序為了能夠達到搶答的公平、公正、合理,應該在主持人發(fā)布搶答命令之前必須先設定搶答的時間，因而在編開始搶答前的程序得先編寫設定時間的程序,當時間設好了之后，主持人發(fā)布搶答命令按下ｓ１按鍵,程序開始打開定時中斷開始倒計時,然后調用鍵盤掃描子程序，編寫鍵盤掃描程序。當在掃描到有人按下了答題鍵,馬上關閉T0、調用顯示程序、封鎖鍵盤。以單片機為核心,設計一個8位競賽搶答器:同時供８名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S０~S７表示.設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關Ｓ,開關由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應的編號,并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時,同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間為0.5s左右。參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效,定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.如果定時時間已到,無人搶答，本次搶答無效,系統(tǒng)報警并禁止搶答,定時顯示器上顯示00。主程序主程序設置搶答時間和回答問題時間定時器及并行口初始化將時間計數(shù)器及啟動標志值1開中斷采并行口數(shù)據為0嗎？啟動標志=1嗎？判斷搶答組號將搶答組發(fā)光二極管點亮判斷哪一組為搶答組將搶答組號送顯示搶答時間到了嗎？輸出響鈴信號提示超時NYNYYYN搶答時間到了嗎？繼續(xù)搶答比賽嗎？系統(tǒng)返回NYYYNYN圖4．1主程序方框圖２、系統(tǒng)程序＃inclｕｄe〈reｇ５2．h〉＃defiｎｅuintunsｉgｎeｄint＃deｆineucharuｎｓｉgnedcharsbits１=Ｐ3^0;ｓbitwe=P３^６；ｕｃhａrh[］={0xe0，0xd０，0xｂ０,0ｘ7０}；uchａrｃｏｄetable[］=｛０xc0，０ｘf9，0xa４，０xb0,0ｘ99,0x９2，0x82，０xｆ8,0ｘ80，０x90，0xff}；uchａrnum,cｏuｎt;uchａra＝０，ｃ=0，t，bb=0,ｔ1；voiｄｄｅｌay(uintz）｛uintx，y；for（x=110；x〉0；x－—)for（ｙ=ｚ；y〉0;ｙ－-)；｝ｖｏidwrite_ｓx(）{P2=0xdｆ；P0=0ｘ０８；P2=0ｘ00;P0=0xff；Ｐ２=0xff；P0=taｂle［t1]；P2=0ｘ0０；P0=0ｘ0０；ｄeｌay（５）;P2=0ｘdf；P0=0x40；Ｐ２=０x０0;P0=0xff；P2=0xｆｆ；P０＝ｔaｂｌe［(t／1０)％10］;P2=0ｘ０0；Ｐ0=0x00;dｅｌaｙ（５）；P2=0ｘdf;Ｐ0＝0x８0;P2=0x0０；Ｐ0=0xｆｆ；P2=0xff；Ｐ0=ｔablｅ[ｔ%10］；P２＝0x０0；P0＝０ｘ００;ｄeｌａｙ(5）;}voｉdinｉt(){P2=０ｘｂf；P0=0xbｆ;TＭOD=０ｘ0１;TH0=(65536-5０000）/256；TL0＝(6５536-5０000)％２56;EA=0；ET0=１;TＲ0=1；}vｏｉdkeysｃａn(){we=0;iｆ(s1＝＝0）｛ｄelay（5);iｆ（ｓ1＝=0){wｈile（!ｓ1）;ＥA＝1；P2=0xbｆ；P0=０ｘff；t＝３0；a=１;ｔ1=1０；ｃ=0；}｝ｉf（c==0）｛P3＝0xfd;nｕm=P3；nｕm=num＆0xf0；if（nｕｍ！=0ｘf0)｛delaｙ（５);if（num！=０xｆ0){while（P3！=0xfd）;c=1;EA=0;iｆ(ｎum==h[3］)t１=1；ｉf（ｎum==h［2]）t1=２；ｉf（ｎuｍ==ｈ［1］）t１＝3;if（num=＝h[0］)t1＝４;}｝P3=０ｘfｂ；num=P3；nuｍ=num&0xｆ0;iｆ(nｕm!=0xf0)｛ｄelaｙ（5）;if（nuｍ!=０xf0)｛ｗhile（P3！=0ｘfb);c=1；ＥA＝0;iｆ（num=＝h［３］)t1＝5；if（num=＝ｈ［２]）t１=6；if（num=＝h[1]）t1＝７;if（ｎｕm＝=h［0]）t１=８;｝}｝｝voｉdmain（)｛inｉt(）;wｈile（1)｛keyscan(）；if((a＝=１)&＆((t〉０）＆＆（t〈＝３0)))｛ｗriｔe_sｘ(）；｝iｆ（t==0）｛EA=0；t=0;t１=１0;｝}｝ｖoidtimer０（）iｎteｒrｕpt1｛ＴH０＝(65536—５0000）/25６；TL0＝(65５36-５００0０）％256；count++；if(couｎt==10){P2＝０ｘbf；P0=0xbf；｝if(ｃｏuｎt==20){count＝0；ｔ－-；}｝五、結論與心得通過這次課程設計,我深刻的認識到自己在許多方面的不足。通過編程，我學會了如何獨立的寫出程序，提高了自己的分析解決問題的能力，并且使自己所學的知識與實踐相結合，應用到實踐當中。在剛開始的時候無從下手，感覺有些茫然,但同學和老師給予我很大的幫助，每當設計過程中遇到困難時,老師都會細心的教導我，耐心的為我講解，同學也熱心幫助我，為我排憂解難，讓我深深的體會到了團隊的力量和重要性。通過設計,我也學到了很多書本上沒有的知識。在設計當中遇到了很多問題，但通過查找資料，克服了這些問題，提高了自己在實際當中解決問題的能力。在此我感謝學校給了我們的這次實踐機會。在這里為奔波勞累在這次設計中老師便是感謝，老師們不辭勞苦,不在乎身體的不適認真為我們講解并為我們知道實際操作過程中的問題。讓我們一步一步有序完成此次課程設計。在這里對我們的廖老師、曹老師說聲謝謝，謝謝你們，你們辛苦了！也祝你們身體健康工作順利六、參考文獻［１］張毅剛?！秵纹瑱C原理及應用》.高等教育出版社,20０９［2］譚浩強.《C程序設計教程》.清華大學出版社［3］周興華．《單片機C程序設計》.北京航空航天大學出版社教師評語及設計成績教師評語:課程設計成績：指導教師:(簽名）日期：年月日電子設計與制作課程設計班級：通信工程姓名：學號:指導教師：設計時間：成績：評語：電子設計與制作實習報告實習目的此次電子設計實習主要為大學四年的專業(yè)課起承接作用，完成此次設計有三部分目的。首先對大學兩年來所學的有關電子設計方面專業(yè)課進行鞏固,將所學的理論知識應用到實踐中來，理論聯(lián)系實際，進一步加深對已學相關專業(yè)知識的認識。其次，通過此次電子設計，熟悉并掌握電子設計電路的一般設計方法，熟悉電子元器件的表示、參數(shù)及封裝樣式。在設計出租車里程計價表電路過程中,進一步系統(tǒng)地掌握相關專業(yè)知識及元件作用，學習利用相關軟件進行電子線路的調試，掌握電子電路的仿真及應用仿真軟件.最后,通過此次實習，加強對本專業(yè)的了解，通過設計,培養(yǎng)同學們的動手能力,從而為以后學習更加高深的專業(yè)知識打好基礎.實習時間實習內容及過程設計題目出租汽車里程計價表設計與仿真設計目的掌握出租汽車里程計價表的設計與仿真；熟悉同步十進制系數(shù)乘法計數(shù)器芯片的工作原理和使用方法；掌握計數(shù)器、寄存器和譯碼器及顯示電路的原理和使用方法。設計要求設計出租汽車里程計價表電路；選用中小規(guī)模集成器件；具有在線仿真及顯示電路.出租車計費器原理框圖出租車計價器根據乘客乘坐時汽車行駛路程的多少計價，并在行駛過程中同步顯示車費.從起步價3元開始,汽車里程未滿1。5公里時,均按起步價計算。超過１。５公里，則在起步價基礎上按每0。1公里加０．２元計算.路程和計費可通過十進制加法計數(shù)器實現(xiàn)。要設計一個精度為0.１公里，計費范圍為9９．9元的計費器，則需有6個數(shù)碼管，前三個用來顯示路程，后三個用來顯示計價。起價（Ｘ．Ｘ元）可以通過計數(shù)器的置數(shù)端進行數(shù)據預置。這里行車里程用脈沖信號代替，每來一個脈沖代表0．１公里路程。出租車計費器主要由路程計數(shù)電路、比較器電路、計費電路、顯示電路和時鐘脈沖信號源等組成，其原理框圖如圖：圖一出租車計價器設計原理框圖出租汽車里程