设计题目三路抢答器的PLC控制1 主要内容该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。

2 具体要求1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。

2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。

3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。

4.主持人按下计时按钮，开始计时。

答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。

5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。

6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。

答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。

在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。

3 进度安排1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。

2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。

3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。

4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。

4 完成后应上交的材料PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。

6 总评成绩指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日目录绪论 (3)第一章系统设计内容及要求 (1)第二章硬件设计 (3)2.1硬件选取 (3)2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3)2.1.2 按钮板块 (3)2.1.3 数码显示电路 (4)2.1.4 八字数码管 (4)2.1.5 CD4511简介 (4)2.1.6 数码管显示电路 (5)第三章软件设计 (6)3.1编程辅助器说明 (6)3.2梯形图说明 (7)3.2.1初始化 (7)3.2.2抢答前计时 (8)3.2.3答题时间 (9)3.2.4抢答标志 (10)3.2.5抢答灯控制 (11)3.2.6蜂鸣器 (12)3.2.7数据处理 (13)3.2.8分数加减 (14)3.2.9显示控制 (16)3.2.10防过显示 (18)3.2.11复位 (18)3.2.12违规标志位 (19)参考文献 (20)总结 (21)致谢 (22)附录 (23)绪论该抢答器可作为智力竞赛的评判装置。

根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其回答正确或错误，在工作人员操作下对答题者所显示的分数加分或减分。

关键词：抢答器第一章系统设计内容及要求1.1抢答器功能：三路智力抢答器有三个抢答按钮SB1~SB3，最先按下按钮有效，在此以后按下的按钮无效，伴有灯光、声音指示，并开始计时（答题时间），计时时间到（答题给定的时间），声音提示停止答题。

如果抢答者答题正确或错误，主持人或操作员按下加分键或减分键，将对显示分数值加分或减分。

该控制器组成框图如图1-1所示。

图1-11.2抢答器设计要求1.2.1抢答规则1. 主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。

2. 主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。

3. 主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。

4. 主持人按下计时按钮，开始计时。

答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。

5. 答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原来状态，为下一轮抢答做好准备。

6. 在抢答时间（10s）内，除抢答者按下按钮外，其它按钮按下无效。

只有在答题者回答问题且按下加分或减分按钮后，再按复位按钮才能进入下一轮抢答。

7. 若出现违规，只有在按下违规减分按钮后，再复位才能进入下一轮抢答。

8. 若无人抢答，控制台绿灯点亮2s后，无需按下复位按钮自动进入下一轮抢答。

1.2.2 控制台，抢答者灯光，声响说明1. 抢答有效:抢答者灯亮、控制台绿灯及声响。

2. 10s无人应答:声响、控制台绿灯（HL4）点亮2s。

3. 违规:违规者灯亮、控制台红灯（HL5）亮及声响。

4. 答题过程:抢答者灯、控制台绿灯亮，50s后控制台绿灯闪烁。

5. 答题时间到:抢答者灯亮，控制台绿灯灭及声响6. 声响时间为1s。

1.2.3 加减分，违规扣分说明抢答器由数码显示器显示每个答题者的分数，由主持人控制。

1. 答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分。

2. 减分计算中若出现负分作0分处理。

3. 按加分按钮(SB5)加10分，按减分按钮(SB6)减10分，按违规减分按钮(SB8)减5分，最高分为90分（违规情况下最高分为95分），最低分0分。

第二章硬件设计2.1硬件选取2.1.1 三菱PLC可编程控制器在本系统中，采用的是FX2N系列的可编程控制器，它由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。

便小型的编程设计所用。

2.1.2 按钮板块为了方便我们把程序录入PLC后能顺利完成各种按钮功能的测试，同时在另一方面降低直接短接PLC输入点的风险，我们有一块专门的按钮板块，它主要由9个按钮，一些导线组成。

导线连接到PLC的输出点和COM 端。

使得我们可以方便地在按钮板块上实现SB0（复位X0)、SB1(1号抢答X1)、SB2(2号抢答X2)、SB3(3号抢答X3)、SB4(开始X4)、SB5(加分X5)、SB6(减分X6)、SB7(计时X7)、SB8(违规X10)等按钮的功能。

2.1.3 数码显示电路本显示电路主要由CD4511译码器、LED数码管、电阻和直流电源四部分组成。

显示时候只要将CD4511的A、B、C、D端输入的BCD码，芯片会通过译码、锁存和驱动，以十进制数在七段显示数码管中显示。

2.1.4 八字数码管.本显示电路采用七段共阴极数码管。

2.1.5 CD4511简介CD4511为一锁存/译码/驱动三合一译码器。

管脚图如下图2-1所示：图2-12.1.6 数码管显示电路数码管显示电路如下图2-2所示：第三章软件设计3.1编程辅助器说明如图3-1各辅助继电器作用说明图3-13.2梯形图说明3.2.1初始化图3-2如图3-2是初始化程序，每个选手的初始分数是50，M81的功能是附初始值送到数码管。

6秒后置位Y4-Y11。

3.2.2抢答前计时图3-3如图3-3，没有选手抢答，10s后复位重新开始。

3.2.3答题时间图3-4若1号开始答题，则50秒后启动M53（一秒脉冲控制）,用于控制绿灯的闪烁。

60秒后启动蜂鸣器M59并且关闭控制绿灯。

3.2.4抢答标志图3-5如图3-5是选手抢答标志，M1.M2.M3是正常抢答标志，M11.M12.M13是违规抢答标志。

若1号正常抢答则M1置1；1号违规抢答则M11置1。

3.2.5抢答灯控制图3-6如图3-6，工作中的选手灯，控制灯控制。

若1号正常抢答则M55置1，Y12置1；1号违规抢答Y16置1,Y12置1.3.2.6蜂鸣器图3-7如图3-7是蜂鸣器的控制图。

蜂鸣器响1秒。

3.2.7数据处理图3-8如图3-8，用于最高分的区间选定，以及用于最大最小值的设定。

1号抢答时，若分数个位为5则最高分是95，若分数个位是0则最高分是90。

最低分为0。

3.2.8分数加减图3-9如图3-9用于选手违规扣分，及调节分数。

1号违规抢答，则X10扣分，X5和X6用于调节分数。

M70为是否扣分的标志。

图3-10如图3-10，用于选手正常抢答加减分数。

1号正常抢答，X5和X6加减分数，X4和X10用于调节分数。

M70为是否加减分的标志。

3.2.9显示控制图3-11如图3-11，用于外部锁存的时间分配。

1号抢答，则输出1号分数K2M100到中转K2M150。

M57，M58,M80分别相隔100毫秒。

图3-12如图3-12，将选手分数送到数码管显示。

1号抢答Y5,Y4交替置0并且相应输出数据，K1M150表示个位，K1M154表示十位。

3.2.10防过显示图3-13如图3-13，用于只有需要显示时才送数据到数码管。

只有分数变动时才触发。

3.2.11复位图3-14如图3-14，是主持人复位程序。

用M70来防止没有加减分就复位。

3.2.12违规标志位图3-15如图3-15，扣分标志程序，用于先扣分才能复位。

参考文献[1] 方清城.可编程序控制器课程设计指导书[M].佛山：佛山科学技术学院机电与信息工程学院，[2] 史国生.电气控制与可编程控制器技术（第二版）[M].北京：化学工业出版社。

总结在这几天的实习过程中，感觉到理论上可行的不一定经得起实际的考验，在编程时应该注重实际的硬件可能会发生的种种情况。

特别的在数码管显示上调试了很长时间，最终在锁存时间上合理的给予间隔才解决。

致谢虽然编程经历的时间不长，但是在这个过程中有华老师和方老师的辛勤指导，让我茅塞顿开，编程速度大大提升，在此谨向华老师和方老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

附录。