基于单片机控制的红外报警器的设计.doc

九路抢答器实训报告 摘要：随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。关键词：PLC，九路抢答器，七段译码器目 录 一、系统设计思想··········································3二、系统方案设计··········································3三、器件选择及电器设备明细表····························3四、系统接线图设计····································4 外部接线图···········································4 I/O分配表········································5 七段译码管显示器··································5五、程序流程图、梯形图、指令表························6 程序流程图····································6程序梯形图····································7 指令表·······································14六、心得与体会····································17一、系统设计思想本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯，一个红色违规指示灯。本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以0.1秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s蓝灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对给予基本加分（但之后不奖励加分）。如果在限定时间十秒后各参赛人均不能回答,蜂鸣器以0.1秒的周期响,此次抢答无效。若一个按钮最先按下，不论第一个按下的按钮是处于按住还是松开状态，再按下任何一个抢答按钮均不再响应，直至复位按钮复位后方可重新做好抢答准备。二、系统方案设计（1）根据系统说明分析题目的要求和目标，弄清输入信号和输出信号以及这些信号的性质（ON或OFF），写出I/O分配表，画出输入和输出连接图。（2）根据输入输出的点数选择PLC的型号, 器件选择及电器设备明细表。（3）根据系统的工作顺序条件，画出流程图。（4）编写系统梯形图程序，编辑组态画面，并在PLC及组态环境中调试运行。（5）应用方案：使用输入接口线路接线端Xn与输出接口接线端Yn进行程序的同时使用内部继电器Rn来实现既可以PLC控制整个工作流程，又可以同过组态王来控制整个工作流程的进程。从而更好的实现智能化控制。三、器件选择及电器设备明细表（1）器件的选择本次设计中，考虑到PLC的触点数目、设计的要求、实现效果、我采用的器件主要有：松下FP系列的一款可编程控制器、实现人机交换的我采用的是计算机与组态王软件相结合、八段数码管、用于指示的兰灯、用于指示的黄灯、用于指示的红灯、蜂鸣器及按扭。（2）电气设备明细表设备驱动松下FP系列FP0 PLC一个、人机交流设备计算机一台（内装组态王软件）、外界按钮11只、8段数码管1只、连接导线若干条、兰灯一只、红灯一只、黄灯一只。四、系统接线图设计九路抢答器通过PLC和组态进行按控制要求编程，其主要的输入就是通过主持人和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心（PLC或者组态），PLC和组态将根据信号作出相应的响应。抢答器有11个输入信号（即11个按钮），14个输出信号（即3个灯管信号、一个蜂鸣器信号、1个指示灯数码管输出信号）。由上可知PLC共有：11个输入点，14个输出点。系统控制结构框图如图所示：PLCSB0SB10SB1到SB9数码管抢答台编码指示灯（红黄蓝）蜂鸣器外部接线图I/O分配表：外部IN（X0）启动外部OUT（Y0）数码管a段外部IN（XA）复位外部OUT（Y1）数码管b段外部IN（X1）选手1按钮外部OUT（Y2）数码管c段外部IN（X2）选手2按钮外部OUT（Y3）数码管d段外部IN（X3）选手3按钮外部OUT（Y4）数码管e段外部IN（X4）选手4按钮外部OUT（Y5）数码管f段外部IN（X5）选手5按钮外部OUT（Y6）数码管g段外部IN（X6）选手6按钮外部OUT（Y7）数码管h段外部IN（X7）选手7按钮外部OUT（YA）蓝灯外部IN（X8）选手8按钮外部OUT（YB）黄灯外部IN（X9）选手9按钮外部OUT（YC）红灯七段译码管显示器如图所示abcd ef g图4-1 七段译码管显示器其中显示器b、c亮显示数字1；a、b、d、e、g亮显示数字2；a、b、c、d、g亮显示数字3；b、c、f、g亮显示数字4；a、c、d、f、g亮显示数字5；a、c、d、e、f、g亮显示数字6。五、程序流程图、梯形图、指令表程序流程图主持人按下开始按钮时，9个参赛对处于抢答状态，假如是一号先抢到题目，PLC先判断抢答是否成功，若当成功，则进行下一部看是否在规定的抢答时间内答题，若在规定时间内，则答题结束；若超时，则提示主持人；如果抢答没有成功，则判断是否抢答犯规，若法规，某法规显示该台台号，红灯会闪烁。程序梯形图： 指令表： 六、心得与体会17