1 引言
切纸机械是印刷和包装行业最常用的设备之一。切纸机完成的最基本动作是把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心是一个单轴定位控制。我公司引进欧洲一家公司的两台切纸设备，其推进定位系统的实现是利用单片机控制的。控制过程是这样的，当接收编码器的脉冲信号达到设定值后，单片机系统输出信号，断开进给电机的接触器，同时电磁离合制动器的离合分离，刹车起作用以消除推进系统的惯性，从而实现精确定位。由于设备的单片机控制系统老化，造成定位不准，切纸动作紊乱，不能正常生产。但此控制系统是早期产品，没有合适配件可替换，只能采取改造这一途径。目前国内进行切纸设备进给定位系统改造主要有两种方式，一是利用单片机结合变频器实现，一是利用单片机结合伺服系统实现，不过此两种改造方案成本都在两万元以上。并且单片机系统是由专业开发公司设计，技术保守，一旦出现故障只能交还原公司维修或更换，维修周期长且成本高，不利于改造后设备的维护和使用。我们结合自己设备的特点提出了新的改造方案，就是用PLC的高速计数器功能结合变频器的多段速功能实现定位控制，并利用HMI（人机界面Human Machine Interface）进行裁切参数设定和完成一些手动动作。
2 改造的可行性分析
现在的大多PLC都具有高速计数器功能，不需增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百KHz的脉冲信号，而切纸机对进给系统的精度和响应速度要求不是很高。可以通过对切纸机进给系统相关参数的计算，合理的选用编码器，让脉冲频率即能在PLC处理的范围内又可以满足进给的精度要求。在进给过程中，让PLC对所接收的脉冲数与设定数值进行比较，根据比较结果驱动相应的输出点对变频器进行输出频率的控制，实现接近设定值时进给速度变慢，从而减小系统惯性，达到精确定位的目的。另外当今变频器技术取得了长足的发展，使电机在低速时的转矩大幅度提升，从而也保证了进给定位时低速推进的可行性。
3 主要控制部件的选取
3.1 PLC的选取
设备需要的输入输出信号如下：
x0脉冲输入
x1脉冲输入
x2前限位
x3后限位y3 前进!
x4前减速位y4 后退
x5电机运转信号y5 高速
x6刀上位y6 中速
x7滑刀保护y7 低速
x10压纸器上位y10
x11光电保护y11
x12小车后位y12 进给离合
x13双手下刀按钮y13 压板下
x14停止按钮y14 刀离合
x15连杆保护y15 电机禁启动
x16刀回复到位
针对这些必需的输入点数，选用了FX1s－30MR的PLC，因为选用了人机界面，其它一些手动动作，如前进、后退、换刀等都通过人机界面实现，不需占用PLC输入点，从而为选用低价位的FX1s系列PLC成为可能，因为FX1s系列PLC输入点最多只有16点。另外此系列PLC的高速计数器具有处理频率高达60千赫的脉冲的能力，足可以满足切纸机对精度的要求。
3.2 编码器的选取
编码器的选取要符合两个方面，一是PLC接收的最高脉冲频率，二是进给的精度。我们选用的是编码器分辨率是500P/R（每转每相输出500个脉冲）的。通过验正可以知道此分辨率可以满足上面两个条件。验证所需的参数：电机最高转速是1500转/分（25转/秒）、进给丝杆的导程是10mm/转。验证如下：
本系统脉冲最高频率＝25转/秒×500个/转×2（A/B两相）＝25KHz
理论进给分辨率＝10mm/500=0.02mm
同时由上面的数据知道进给系统每走1mm编码器发出50（此数据很重要，在PLC 程序的数据处理中要用到）个脉冲信号。由于此工程中对编码器的A/B相脉冲进行了分别计数，使用了两个高速计数器，且在程序中应用了高速定位指令，则此PLC可处理的最高脉冲频率为30千赫，因此满足了第一个条件;我们的切纸机的载切精度要求是0.2mm，可知理论精度完全满足此要求。
3.3 变频器和HMI的选取
这两个部件我们都选用了三菱公司的产品，分别是FR-E540-0.75K-CH和F920GOT-BBD-K-C。
4 F920GOT-BBD-K-C的特点:
F920GOT是带按键型的HMI，它的使用和编程非常简单方便。它具有以下特点：1）可以方便的实现和PLC的数据交换；2）通过本身自带的6个功能按键开关，可以控制PLC内部的软继电器，从而可以减少PLC输入点的使用;3）具有两个通讯口，一个RS232C（用于和个人电脑通讯）和一个RS422（用于和PLC通讯），利用电脑和F920GOT 相连后不仅可以对HMI进行程序的读取和上传，还可以直接对PLC的程序进行上传下载、调整和监控。
5 PLC和HMI程序的编写
此工程中程序的难点主要在于数据的处理上。在切纸机工作过程中除手动让进给定位机构前进后退外，还要实现等分裁切功能和指定具体位置定位功能，并且HMI上还要即时显示定位机构的当前位置。我们为了简化程序中的计算，采用了两个高速计数器C235和C236。C236通过计算前进后退的脉冲数，再进行换算后用于显示进给机构的当前位置；C235用于进行精确定位。定位过程是这样的，每次进给机构需要定位工作时，通过计算把需要的脉冲数送到C235，不论进给机构前进还是后退C235进行减计数，同时对C235中的数值进行比较，根据比较结果驱动相应的输出点对变频器进行输出频率的控制，实现接近设定值时进给速度变慢，从而达到精确定位。因为任何系统都有惯性和时间上的迟滞，所以变频器停止输出的时间并不是C235中的计数值减小到0时，而是让C235和一个数据寄存器D130比较，当C235中的值减小到D130中的设定值时PLC 控制变频器停止输出。D130的值可通过人机界面进行修改和设定，在调试时通过修改这个值，以达到定位准确的目的。显示定位机构当前位置的程序见下图1，
图1显示定位机构当前位置程序段
实现定位控制的程序段见下图2。
图2定位程序段
还有一个问题是参数设定时的小数点位问题，实际工作中在设定位置时要精确到0.1mm。这个问题在一些单片机系统中常会遇到，常见的处理办法是加大一个数量级，就是设定数据时，在人机界面上用1代替0.1mm，10代替1mm。不过我们在处理此问题时通过HMI中对数据的设置和PLC的程序编写达到了所见即所得的效果。HMI中主要是对数值的格式要设定好。HMI中的设置画面见下图。
十、旋转编码器注意事项
一. ※增量旋转编码器选型应注意三方面的参数：
1．械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。
2．分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。
3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F 型HTL 格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C 为NPN 型管输出，C2 为PNP 型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
■二．※有网友问：请教如何使用增量编码器？
1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6 到5400 或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B 和Z，一般采用TTL
电平，A 脉冲在前，B 脉冲在后，A,B 脉冲相差90 度，每圈发出一个Z 脉冲，可作为参考
机械零位。一般利用A 超前B 或B 超前A 进行判向，我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转，A 超前B 为90°，反之逆时针旋转为反转B 超前A 为90°。也有不相同的，要看产品说明。
3，使用PLC 采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数
板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议B 脉冲做顺向（前向）脉冲，A 脉冲做逆向（后向）脉冲，Z 原点零位脉冲。5，在电子装置中设立计数栈。
图3HMI中数据设置画面
比如我要等分裁切10.5mm的纸，就可以在HMI上设定为10.5，而不是像我公司其它设备上要设为105，但PLC的寄存器D128的内容是105而不是10.5，这样在计算需要的脉冲数时就要用下面一条命令：
MULD128K5D10（此命令中尽管编程时D11不出现但实际上寄存器D11被占用，不能再应用于其它地方，否则会出现问题。）
而不是用：
MULD128K50D10
编程中其它应注意的问题。一是双线圈问题。本工程中利用条件跳转和步进指令避
免了双线圈问题。二是误信号问题。编码器是一种比较精密的光电产品，受振动时不可避免的会出现误信号，而切纸机在执行裁切动作时会造成很大振动，如果忽视这个现象，定位精度和执行机构当前位置的显示都会不准确。本工程中处理方法参见上面例子程序图1，只有Y3、Y4接通，即只有进给机构前进和后退时才让C236进行计数，这样就屏蔽了裁切时震动造成的误信号。
6 变频器的参数设置
此工程中需设定的变频器的主要参数见下。
参数号名称设定值
0 转矩提升8%（低速时电机转矩不足时可提高此数字）
43 速设定（高速）30Hz
53 速设定（中速）10Hz
63 速设定（低速）2Hz
7 加速时间0.5s
8 减速时间0.5s
24 多段速设定（4速）50Hz
79 操作模式2（只执行外部操作）
在调试过程中为了达到定位速度和精度的完美结合，应对三段速设定值，加减速时间和HMI中D130、D200和D202的数值进行相应调整。
7 结论
通过上述的改造过程，完全恢复了我们切纸机的功能，试用三个月以来运行非常稳定。由这个应用实例可以看出结合PLC的高速计数器功能，合理的进行应用，在一定场合可以取代高成本的定位控制系统，实现控制系统最优的性价比。也迎合了我国当前提出的建设节约型社会的宗旨。
第一部分系统简介
1·1控制范围
生产线在流程实现上采取PLC控制，具体工位采取专用智能化仪表及单板机技术，已具有控制的连续性及各种报警自锁功能，且各现场监控仪表基本具有PID控制功能，
挤出机（H1＃，H2＃为NC线，H3＃为BK线）的生产也具有现场控制，但是没有数据统
计，分析及记录功能，在设备管理、故障记录、工艺控制、生产效率分析、原材料统计等各方面存在缺陷和不足。
在此基础上，本监控系统的功能着重于监控H1＃、H2＃、H3＃挤出机的生产工艺参数、设备运行参数、设备故障处理及数据统计分析。监控范围在设备上确定为：FLUFF HOPPER 与PORTABLE CONTAINER上料至挤出机切割、表面涂料添加完毕。
1·2系统设计的目的
H1，H2，H3同时由一台工控机监控
中文WIN95下的人机界面，模拟生产显示，分时操作
全中文引导，鼠标操作，便于OPERA TOR使用
工艺参数设定，上、下限报警
设备故障报警
自动记录各种生产数据，提供历史趋势图供工艺人员分析
提供完善的生产记录表，原材料消耗表，设备运行状况表及其他各种报表
第二部分系统方案
2·1系统组成
本系统采用台湾研华586－P133工控机作为上位机，原系统H1＃、H2＃的FP15控制器为下位机，采用研华A/D、DI/O及串口通讯卡，从现场采样点采样，经过电压、电流、温度变送器隔离放大后，通过A/D输入转换板卡，进行数据处理，另外，可从FD15，SIEMENS、AccuRate、Shinko等现场仪表上取得各种监控数据，在显示器上实时显示温度、压力、转速、流量、扭矩、电压、电流、报警信息等数据，并实时存盘记录下来供统计分析，各种参数可以设定上下限报警值，当实际值超限时产生蜂鸣器报警，报警信息自动记录存盘。并可在上料仓取得料位数字量信号，提供料位显示及报警。
通过流量测试及现场故障分析，统计生产用原料及排废料的分布使用情况，分析设备的使用效率。
对应于不同品种产品在SOC状态下的生产工艺要求，可统计该产品的生产状况及物料消耗
2·2、输入输出量：
根据现场设备情况，HI#，H2#挤出机与H3#挤出机不同，H1#，H2#的数据采集大部分可从FD15通过RS485工业串口与工控机通讯获得，而H3#则必需从现场通过变送器获得信号。下面分别列出各挤出机的输入输出量：
H1＃& H2＃挤出机：
数字量输入：
1.压缩空气压力开关信号。
数字量输出：
1.报警蜂鸣
2.K-TRON树脂粉进料器流量小于设定量的
30%，控制排废阀打开排废。
模拟量输入:
第三部分硬件配置
监控系统共有模拟输入量20路、RS485串行通讯口6个、数字输入量7个、数字输出量7个。
第四部分软件功能
监控系统软件采用研华工控组态软件GENIE2.0、Visual Basic5.0、Visual Foxpro5.0、EXCEL FOR WIN95进行编程，图文丰富，人机界面友好，全中文鼠标化操作。
软件的运行环境为中文WIN95，外挂RICHWIN97中文操作平台。Bb
PLC功能流程图的组成 plc功能图的基本构成元素是步、有向线段、转移和动作说明。 (1)步和初始步。 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如PLC内部的位存储器、顺序控制继电器等）。步的图形符号如图1(a)所示。当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，通常称为“活动步”。 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。初始步通常是系统处于等待启动命令的相对静止的状态。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图1(b)所示。 (2)有向线段和转移。 转移是为了说明从一个步到另一个步的切换条件。两个步之间用一个有向线段表示可以切换，同时指明了转移的方向（向下的箭头可以省略）。 在两个步之间的有向线段上用一段短横线表示转移。在短横线旁，可以用文字、图形符号或逻辑表达式注明转移条
件的具体内容。当邻两步之间的转移条件满足时，两步之间自动的切换得以实现。 有向线段和转移及转移条件如图2所示。 图1 步和初始步 图2 转移 (3)动作说明。 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如图7.8所示。 动作可以分为存储型和非存储型两类，非存储型动作是指当动作所对应的步为活动步时，动作被执行；步为非活动步时，动作停止。存储型动作则是指动作所对应的步为活动步时，动作被执行；步为非活动步时，动作继续执行。 图3(a)表示一个步对应一个动作；当一个步对应多个动作时，可以利用图3b)或3(c)中的任意一种表示，图中仅表示步所对应的动作，不隐含动作执行的顺序。 图3 步对应的动作
本文列举了PLC五种故障查找方法的流程图，并列出常规输入、输出单元故障处理对策。 PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。 一、PLC故障查找流程图 1、总体检查 根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图1所示。 图1 2、电源故障检查 电源灯不亮需对供电系统进行检查，检查流程图如图2所示。
图2 3、运行故障检查 电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行，检查流程图如图3所示。
图3 4、输入输出故障检查 输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险管等元件状态有关。检查流程图如图4、图5所示。 图4
图5 5、外部环境的检查 影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪音与粉尘，以及腐蚀性酸碱等。 本文介绍了利用PC-Link网络实现多层电梯的PLC控制。通过实际测试，电梯运行稳定可靠。利用通信网络实现电梯的PLC控制，对于其他系统同样具有借鉴作用。 由于PLC具有体积小、价格低、功能强、运行稳定可靠等特点，且集电控、电仪、电传于一体，所以在工业控制的各个领域得到了广泛的应用。对于要求I/O点数较多，且控制点比较分散的控制系统，可以通过PLC网络实现控制要求。本文介绍利用松下FPΣ构成P C-Link网络实现六层电梯的PLC控制。 一、电梯控制系统 电梯主要由轿厢系统、电力拖动系统、电气控制系统等组成。电力拖动系统通过曳引电机实现电梯轿厢的上下移动。电气控制系统实现电梯的自动运行。 电梯控制要求如下：开始时电梯处于任意一层。当有外呼梯信号时，轿厢应该响应呼梯信号，到达该楼层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。当有内呼梯信号时，轿厢响应该呼梯信号，到达该层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方无其他内、外呼梯信号外呼梯响应功能。电梯未平层即运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯轿厢响应停止后，按开门按钮轿厢门打开，按关门按钮轿厢门关闭。 六层电梯控制系统的硬件是由松下最新PLC产品FPΣ（2台）、三相异步电动机、变频器、旋转编码器、内选信号控制器、轿厢内部控制器、外呼装置等组成。2台PLC之间通过PC-Link网络实现数据共享，其控制系统结构如图1所示。
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年06 月07 日 目录
1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述
8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统
微机原理与接口技术课程设计报告 2015-2016学年第二学期 设计题目：_______ 小组成员： 所学专业： 指导教师： _______ 完成时间： ___
目录 一、课程设计目的 (4) 二、课程设计要求 (4) 三、系统功能 (4) 四、总体设计 (4) 1.基本工作原理 (4) 1.1可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求 (4) 1.2可编程定时器／计数器8253控制字要求 (5) 2.硬件总体设计 (5) 2.1系统总成方案 (5) 2.2内存单元编址 (5) 3.键盘、扬声器及显示功能的定义 (5) 4.原理图 (5) 4.1 硬件原理框图 (6) 4.2 原理连线图 (6) 5 软件总体设计 (6) 五、硬件设计............................ 错误！未定义书签。
六、软件设计 (8) 七、调试过程 (21) 八、系统操作说明 (21) 九、总结 (22) 十、参考文献 (22)
八路抢答器设计 一、设计目的 1、掌握微机系统的开发步骤； 2、掌握抢答器控制编程方法和芯片8255、8253的逻辑功能、键盘中断及使用方法和数码管的用法； 3、掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。 4、学习程序设计的基本思路和方法。 因此，本次设计要求对微机原理的理论知识，8255A，8253，键盘显示区的工作方式、工作原理熟练掌握。 二、设计要求 当按开始键，绿灯亮后，选手抢答，1-8号选手中先按下按键者，LED数码管显示其选手号码(后按下无效),并进行声光报警（黄灯亮）提示。当按开始键未按下时，如果有选手抢答，LED数码管显示其选手号码，并进行声光报警（红灯亮）提示。 三、系统功能 一个具有8路抢答的抢答器，利用并行接口和开关键。键盘上数字键1--8代表抢答按钮，当某个逻辑开关闭合时（开始键按下未按起时），相当于抢答按钮按下，此时在七段数码管上将其号码显示出来，并使喇叭响一声（或者以发光二极管代替）。 四、总体设计 1. 基本工作原理 当按开始键按下时，绿灯亮后，选手才可抢答，否则违规。若抢答成功，LED 显示器显示选手号码，黄灯亮，扬声器鸣叫；若抢答违规（未按下开始键），LED 显示器显示违规选手号码，红灯亮，扬声器报警。 1.1可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求 （1）、B口工作在方式0，做为输出端口，经驱动器1连接LED显示器（PB7~PB0依次对应连接LED显示器的dp、g、f、e、d、c、b、a七段数码管管脚）；
1、引言 目前，可编程序控制器（简称PLC）由于具有功能强、可编程、智能化等特点，已成为工业控制领域中最主要的自动化装置之一，它是当前电气程控技术的主要实现手段。用PLC控制系统取代传统的继电器控制方式，可简化接线，方便调试，提高系统可靠性。 触摸屏是专为PLC应用而设计的一种高科技人机界面产品，由于操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高和人机交互性好等优点，近年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。 本文利用PLC和触摸屏技术研制了水位传感器测试系统，该系统主要用于进行洗衣机用水位传感器的质量检测，整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高，代替了以前的纯手动操作，较好地满足实际生产的要求，提高了生产效率。 2、系统控制原理及要求 洗衣机用水位传感器的工作原理是将水位高度的变化转换成传感器内部膜片上压力的变化，从而导致传感器输出电感L的变化，将水位传感器输出电感与外部电路组成LC振荡电路，就可将电感的变化转换成振荡频率的变化，不同的水位高度通过水位传感器可以产生不同的振荡频率，最后通过检测振荡频率与水位高度的对应关系，就可实现水位传感器的质量检测。 图1 控制系统原理框图 图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不同的水位高度时，准确测量出由水位传感器组成的振荡电路的振荡频率，水位高度和振荡频率的测量精度要求较高，因此，对测试系统的要求较高。 作为主电机的直流电动机由PLC进行控制，电机实现PID调速，电机的输出通过减速机构与执行机构相连，最后带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度的准确变化，通过编码器实现水位高度变化的实时检测，频率的实时检测由PLC的高速计数器来完成。控制命令的输入接PLC的输入端，PLC的输出端接执行继电器和工作状态指示灯等。 系统中采用触摸屏作为人机界面，显示操作画面，进行参数修改和指令输入。通过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数的设定和修改，实现实际水位高度变化、输出振荡频率和总产量等的实时显示等，并可对工作进程进行实时监控。
烟台大学 51单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名：王志林 学号：201056501312 院系：机电汽车工程学院 指导老师：姜风国 同组成员：张凤礼、张体栋、程事业、范光科2013 年 06 月 05 日
目录 1 设计任务 (2) 2 系统总体方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 控制系统所需硬件 (3) 3.2 硬件原理介绍 (4) 4 软件设计 (6) 4.1 软件总体设计 (6) 4.2 程序流程图 (7) 5 软件仿真...................................................................................... (9) 5.1 Keil软件 (9) 5.2在Proteus软件 (9) 6小结 (10) 附1：源程序代码 (11) 附2：参考文献 (18)
1 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以51单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现以下功能： 1) 有一主持人和8个参赛队员 2) 当主持人按下抢答按键，参赛队员在10秒内可以抢答，并且抢答器开始倒计时。剩余5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次。如超出10秒则不能抢答；如抢答成功，则显示抢答队号。 3) 抢答成功则需在60秒内回答完成，如超出时间则抢答无效，显示无效指示。如果60秒完成回答，则抢答成功，显示有效。剩余5秒时，如果仍无人回答，则系统每1s报警一次。 4) 当主持人按下复位键时，系统回到初始状态。 5) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统会自动进入准备状态。 主要硬件设备：AT89C51单片机，8输入3态缓冲器/线驱动器74LS244,六反相驱动器7404，共阳极LED数码管等，12MHZ晶振，74LS04反相器，手动开关，按键若干，报警喇叭。 2.系统总体方案 2.1整体方案设计 该智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路，时钟电路，报警电路，LED显示电路，抢答按键等。该智能抢答器具有计时记忆功能，一次时间设置完，复位后不需重新进行时间设定；通过按键扫描输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字符型。单片机的P1口为8组抢答按键的输入口，P0.0~P0.6为数码管的段选口，P2.0~P2,2为数码管的片选口。P3.6为报警电路的控制口。智能抢答器的整体方案设计图如下所示。
PLC流程图法编程及实例 2008-11-02 来源：张文建、文彬、郭小行浏览：502 PLC控制系统得到越来越广泛的应用,可以说自从PLC诞生以来,它已成功地应用于工业中几乎所有领域,包括钢铁厂、纸浆厂、食品加工厂、化工和石油化工厂、汽车厂和电厂等。PLC可以完成各种控制任务,从重复开关控制单一机器到复杂的制造加工控制。在PLC控制系统中程序设计是其中的关键环节,设计一个PLC控制系统,大量的工作时间将花在程序设计上,熟悉PLC程序设计的过程和步骤,常见程序设计方法,对快速、优质、高效完成PLC控制系统是重要的。在建立一个PLC控制系统时,必须首先把系统需要的输入输出数量确定下来,然后按需要确定各种动作的顺序和各个控制装置彼此之间的相互关系。确定控制上的相互关系,分配PLC的输入输出点,内部辅助继电器,定时器,计数器之后,就可以设计PLC程序,画出梯形图。梯形图画好后,使用编程软件直接把梯形图输入计算机并下载到PLC进行模拟调试,修改下载直至符合控制要求,这便是程序 设计的整个过程。 一、流程图法 流程图法在计算机编程中用得很多,PLC流程图又称为顺序功能图。所谓顺序控制,就是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。在松下电工公司的可编程序控制器指令系统中,有一组步进指令,步进指令的结构和顺序功能图的基本结构相似。利用步进指令,将控制系统的工作周期分成若干个过程,依据触发条件进入新的过程并关闭指定的过程,这样设计出来的程序同样逻辑清晰,结构完整,而且方便快捷,便于调试。下面说明顺序功能图的组成。 （1）流程图的组成 流程图主要由过程动作、有向连线、转换条件组成。过程与动作：顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个相连的阶段,这些阶段称为过程。过程是根据输出量的状态变化来划分的,在任何一个过程之内,各输出量的ONΠOFF状态不变。但是相邻两过程输出量的状态是不同的。 过程的这种划分使代表各过程的编程元件的状态 与各输出量之间的逻辑关系极为简单。当系统正处于某一过程所在的阶段时,该过程处于活动状态,称该过程为“活动”过程。当处于活动状态时,相 应的动作被执行,处于不活 动状态时,相应的非存储型动作被停止执行。有向连线： 在顺序功能图中,随着时间的推移和转换条件的实现,进展按有向连线规定的路线和方向进行,在画顺序功能图时,将代表各过程的方框按它们成为活动过 程的先后次序顺
智能八路抢答器设计
智能八路抢答器设计 1引言 1.1设计目的 此设计采用AT89C52单片机为核心控制元件，结合数码管、蜂鸣器、发光二极管等器件构成一个简易的八路抢答器。利用了单片机的按键复位电路、时钟电路、定时中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答功能。 1.2设计要求 （1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。 （2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。 2设计方案及原理 2.1设计方案 （1）复位电路 89C52的复位输入引脚RST为89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在89C52的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，如果RST保持高电平，则单片机循环复位。只有当RST由高电平变低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。 （2）时钟电路 89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；另外一种为外部方式。本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式。89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器。 （3）输入电路 抢答器输入信号由八个小按键控制，八个按键连接在P2口当有键按下的时候，就产生了有效的输入信号，使与这个按键相连的引脚变为低电平,产生一个低电平的输入信号。 2.2系统组成框图 该系统的组成框图如图1所示，在89C52单片机的P2口接上八个开关用于八路抢答；P3.2口接启动开关，用于主持人控制抢答是否开始；在RST脚接复位开关用于清零；在P1.0口接蜂鸣器用于开始提示和超时后报警；在P0口接三个数码管
《单片机原理及接口技术》 课程设计报告 课题名称题目15八路抢答器设计★★学院自动控制与机械工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 姓名 学号 时间2011-12-27 目录
前言 (3) 一、课程设计的目的和要求 (3) 二、方案设计 2.1功能介绍 (5) 2.2抢答器的工作原理 (6) 三、硬件设计电路设计 3.1原理图的确定 (7) 3.2芯片的选择 (8) 3.3复位电路的设计 (10) 3.4晶振电路的设计 (11) 3.5数码显示管的选择 (11) 3.6报警设计 (12) 3.7 八位抢答输入设计 (12) 3.8主持人控制按键 (13) 四、软件设计思想及流程 4.1 主程序的设计 (14) 4.2子程序的设计 (15) 五.调试过程和调试方法 (20) 六、课程设计体会 (22) 七、参考文献 (22) 附录 (23)
前言 单片机和其他微型机一样，也是由CPU（包括运算器和控制器）、存储器、输入设备、输出设备组成，只不过单片机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器，以及输入/输出（I/O）接口电路等计算机的主要部件集成在一小块硅片上的单片微型计算机。它具有体积小、可靠性高、性价比高等优点，主要应用于工业检测与控制、计算机外设、只能仪器仪表、通讯设备、家用电器和机电一体化产品等领域。 一、课程设计的目的和要求 1.1课程设计的目的和要求 单片机原理及应用课程设计是学生综合运用所学知识，全面掌握单片微型计算机及其接口的工作原理、编程和使用方法的重要实践环节。通过独立或协作提出并论证设计方案，进行软、硬件调试，最后获得正确的运行结果，可以加深和巩固对理论教学和实验教学内容的掌握，进一步建立计算机应用系统整体概念，初步掌握单片机软、硬件开发方法。 根据单片机原理及应用课程的要求，主要进行两个方面的设计，即单片机最小系统和存储器扩展设计、接口技术应用设计。其中，单片机最小系统主要要求学生熟悉单片机的内部结构和引脚功能、引脚的使用、复位电路、时钟电路、4个并行接口和一个串行接口的实际应用，从而可构成最小应用系统，并编程进行简单使用。 存储器扩展设计要求学生掌握常用半导体芯片与单片机的接口，如EPROM存储器用作外部程序存储器时与单片机的连接关系，
烟台大学 单片机课程设计说明书 课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年 06 月 07 日
目录 1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 4.1 控制系统所需硬件 (4) 4.2 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 5.1 软件总体设计 (7) 5.2 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) 6.1 Keil软件 (12) 6.2在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24)
1 .概述 8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编
摘要 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。以前的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。 对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。 在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。本文是以AT89C51单片机为核心的八路抢答器，可以满足最多8组选手进行抢答，利用单片机最小系统设计及单片机键盘输入实现，根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，同时通过数码管显示相应组号。控制系统包括抢答电路，显示电路和报警电路。 关键字：单片机抢答显示报警
1、引言 目前,可编程序控制器(简称PLC)由于具有功能强、可编程、智能化等特点，已成为工业控制领域中最主要得自动化装置之一,它就是当前电气程控技术得主要实现手段。用PLＣ控制系统取代传统得继电器控制方式,可简化接线,方便调试,提高系统可靠性。 触摸屏就是专为PLＣ应用而设计得一种高科技人机界面产品,由于操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高与人机交互性好等优点,近年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。 本文利用PLC与触摸屏技术研制了水位传感器测试系统，该系统主要用于进行洗衣机用水位传感器得质量检测,整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高,代替了以前得纯手动操作，较好地满足实际生产得要求,提高了生产效率。 2、系统控制原理及要求 洗衣机用水位传感器得工作原理就是将水位高度得变化转换成传感器内部膜片上压力得变化，从而导致传感器输出电感L得变化,将水位传感器输出电感与外部电路组成LC振荡电路,就可将电感得变化转换成振荡频率得变化,不同得水位高度通过水位传感器可以产生不同得振荡频率,最后通过检测振荡频率与水位高度得对应关系,就可实现水位传感器得质量检测。 ?图1 控 制系统原理框图 图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不同得水位高度时，准确测量出由水位传感器组成得振荡电路得振荡频率,水位高度与振荡频率得测量精度要求较高,因此，对测试系统得要求较高。 作为主电机得直流电动机由PLC进行控制,电机实现ＰID调速,电机得输出通过减速机构与执行机构相连,最后带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度得准确变化,通过编码器实现水位高度变化得实时检测，频率得实时检测由PLC得高速计数器来完成。控制命令得输入接PＬＣ得输入端,ＰLC得输出端接执行继电器与工作状态指示灯等。 系统中采用触摸屏作为人机界面，显示操作画面,进行参数修改与指令输入。通过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数得设定与修改,实现实际水位高度变化、输出振荡频率与总产量等得实时显示等,并可对工作进程进行实时监控。
实用八路抢答器实训报告院系：控制系 班级：生产设备21331 项目课题：PLC综合实训 项目名称：实用八路抢答器组长： 组员： 指导老师： 时间：
目录 一．课题介绍 (1) 二．设计要求 (1) 三．抢答电路分析 (2) 1.系统流程 (2) 2.模拟运行 (3) 3.PLC语句 (4) 四.原理接线图 (5) 五.I/O分配表 (5) 六.梯形图 (6) 七.安装调试 (10) 八.设计总结 (10) 九．小组分工 (11)
一．课题介绍 抢答器是一种常见的设备。本课题要求采用PLC实现一个真实的八路抢答器，具有抢答位、抢答开始剩余后的时间显示，除了八路抢答按钮外，还有主持人复位按钮、抢答开始按钮。 二.设计要求 1）设置主持人“开始”按钮，该按钮按下，允许抢答。在主持人按下“复位”按钮及主持人“开始”按钮按下以前，各抢答按钮也有效。但此时属于“违规”，相应抢答位指示灯闪烁，显示抢答位置的数码管也同样闪烁，显示本次抢答剩余时间的数码管不显示。在主持人再次按下“复位”按钮以前，所有抢答器均无效。 2）设置主持人“复位”按钮，按下该按钮后清楚前状态，允许下一次抢答。 3）在抢答期间，某一抢答按钮抢先按下后，在本次抢答期间其余按钮均无效。并在数码管上显示有效抢答位置（例如一号抢答位抢答成功，数码管显示为1，以此类推），同时该抢答器位置指示灯亮。4）主持人按下“开始”抢答按钮后，在15秒内抢答有效，超过时间，本次抢答无效，因此，应设置两位数码管，显示本次抢答的剩余时间。5）显示抢答成功位及剩余时间显示的数码管 根据以上的控制要求，确定控制PLC的型号及I/O配置，画出相应的电路图，编制PLC控制程序并进行调试，在实训板上完成相应的接线，最后进行控制功能的演示及讲解。 三．抢答电路分析
1. 图解法编程 图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。 （1）梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是最方便的一种编程方法。 （2）逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制PLC 应用程序。 （3）时序流程图法：时序流程图法使首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成 PLC程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 （4）步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的PLC中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。 2. 经验法编程 经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经
毕业论文 基于单片机的8路抢答器 专业院系: 信息工程系 班级名称: 计算机硬件与外设 学生姓名: 周俊兵 指导教师: 王昱煜 完成时间: 2011年12月28日
湖南铁道职业技术学院信息工程系 2012届毕业设计任务书 专业：硬件与外设班级：硬件091 填表日期：2011年11月20日 指导教师王昱煜职称讲师联系电话159******** 学生姓名周俊兵 课题名称基于单片机的8路抢答器的设计 课题工作内容 介绍单片机的选型、引脚功能等，然后分析抢答器的设计原理，从各个硬件的总体设计到局部电路设计，分析并阐述设计思路；再进行软件的设计，从程序总体流程图到关键部分的设计思路以及中断处理，最后附上程序代码。该论文的主要内容应包括： 1、单片机芯片选择 （1）单片机选择 （2）模块性能分析 2、硬件设计 （1）总体设计 （2）外部振荡电路设计 （3）复位电路设计 （4）显示电路设计 （5）按键电路设计 （6）报警电路设计 3、系统软件设计 （1）程序总体结构图 （2）程序流程图 （3）主程序 （4）中断处理 4、总结 本论文的撰写需要先设计出产品的电路图及软件系统，然后再自己焊接组装成产品，然后根据自己的设计思路及产品焊接组装流程用文字加图片的形式在文章中展示出来。
要求指标（目标） 通过毕业设计，应达到以下要求： （1）熟悉单片机的型号及各引脚功能。 （2）熟悉单片机硬件电路设计。 （3）熟练单片机C语言程序设计。 （4）用C语言实现软件系统，并在仿真环境下调试运行。 （5）熟练电子元器件的焊接。 （6）根据硬件电路图和程序代码将产品制作出来并调试。 （7）撰写符合规范的毕业设计论文，对毕业设计所做的工作表达出来。（8）掌握团队合作开发的方法。 （9）进一步积累实际的单片机产品的开发和研究经验。 进程安排（1）第1周：落实毕业设计任务，明确工作内容，部署毕业设计各项工作。 （2）第2周：查阅与课题相关或针对性强的文献5～10篇，阅读并进行归纳、总结。（3）第3周：根据课题要求进行资料收集、整理，并写出分析报告。 （4）第4~5周：抢答器的硬件电路设计。 （5）第6~7周：抢答器的软件设计。 （6）第8周：元器件购买，电路组装。 （8）第9~10周：整理资料，撰写毕业设计论文。 （9）第11周：制作答辩PPT讲稿，做好毕业答辩各项准备工作。 主要的参考文献[1].王静霞.单片机应用技术（Ｃ语言版）[M].北京:电子工业出版社，2009年. [2].蔡朝阳.单片机控制实习与专题制作[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006年. [3].杨凌霄.微型计算机原理及应用[M].江苏:中国矿业大学出版社,2004年. [4].丁建伟.抢答器电路设计[J].兰州工业高等专科学校学报,2008,(04). [5].胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京:北京电子工业出版社，2005年. 地点C#实训室起止 日期 2011.10.1~2011.12.13 系主任：陈承欢指导教师（签名）：王昱煜2011年10月11日2011 年10 月11 日
第7 章PLC 应用系统设计及实例 本章要点 PLC 应用系统设计的步骤及常用的设计方法应用举例 PLC 的装配、检测和维护 7.1 应用系统设计概述 在了解了PLC 的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC 的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC 设计的基本原则是： 1. 充分发挥PLC 的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC 时，在I/O 点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。 7.2 PLC 应用系统的设计 7.2.1 PLC 控制系统的设计内容及设计步骤 1. PLC 控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。 （3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。 （4）分配PLC 的I/O 点，绘制PLC 的I/O 硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析 深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。 （2）选择合适的PLC 类型
单片机课程设计 八路抢答器 一设计要求： ①如果想调节抢答时间或答题时间,按“抢答时间调节”键或“答题时间调节”键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下“加1s”键,如果想减一秒按一下“-1s”键，时间LED上会显示改变后的时间，调整范围为0s~99s, 0s时再减1s会跳到99，99s时再加1s会变到0s。 ②主持人按“抢答开始”键,会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设30s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻进入回答倒计时（预设60s抢答时间），不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5s会每秒响一下提示音。 ③如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按“停止”按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按“抢答开始”进入下次抢答计时。 ④如果主持人未按“抢答开始”键，而有人按了抢答按键，犯规抢答，LED上不断闪烁FF和犯规号数并响个不停，直到按下“停止”键为止。 ⑤P3.0为开始抢答，P3.1为停止，p1.0-p1.7为八路抢答输入数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口。P3.2抢答时间调整结，P3.3回答时间调整，P3.4为时间加1调整，P3.5为时间减1调整。 ⑥当参赛选手在回答问题时要求使用锦囊，则主持人按下抢答开始键，计时重新开始。 二设计思路： 系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和
符号变量类型 TEMP 数据类型网络1 右行程开关 IN 时间继电器2 TON 20 PT100 ms 时间继电器2 / 中间继电器3 时间继电器2中间继电器4 符号 时间继电器2 右行程开关 中间继电器3 中间继电器4 网络2 左行程开关 地址 T38 I0.3 M0.3 M0.4 注释 时间继电器1 IN TON 20 PT100 ms 时间继电器1 / 中间继电器1 时间继电器1中间继电器2 符号 时间继电器1中间继电器1中间继电器2左行程开关地址 T37 M0.1 M0.2 I0.2 注释 系统工作流程: 此系统是一个双车位的沙 石分离系统，右车位车辆到位 后，行程开关闭合，中间继电 器3得电，其NO触点闭合保 护器、冲洗泵、分离机开始工 作并通过时间继电器3NC触点 形成一个计时5分钟的自锁回 路，在右行程开关闭合时时间 继电器2也开始计时，2s后中 间继电器3断开，中间继电器4 闭合，右气缸电磁阀闭合开始 放水冲洗，计时2分钟或者行 程开关断开后停止放水。左车 位原理同上，当左右行程开关 都断开后，时间继电器3开始 计时5分钟，时间到了自锁回 路被破坏分离机等停止，同时 冲洗泵接触器NC辅助触点闭 合中间继电器5得电，左右电 磁阀打开把水管残留的水排出 防止气温低结冰，此时一次冲 洗分离过程完成。系统带有手 动分离功能及手动停止功能。
网络3 保护冲洗分离 / 中间继电器5 符号 保护冲洗分离中间继电器5 网络4 停止按钮 / 地址 Q0.0 M0.5 注释 启动按钮M0.0 中间继电器1M0.0保护冲洗分离 中间继电器3 时间继电器3 / 保护冲洗分离 半小时运行30秒 / 左行程开关 / 右行程开关 /IN 时间继电器3 TON 3000 PT100 ms 符号 半小时 保护冲洗分离启动按钮 时间继电器3停止按钮 右行程开关运行30秒 中间继电器1中间继电器3左行程开关地址 T42 Q0.0 I0.1 T39 I0.0 I0.3 T43 M0.1 M0.3 I0.2 注释
一绪论 《单片机原理及应用技术》是一门技术性，应用性、实践性很强的学科。课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的和任务就是配合单片机的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。在实际生活中有好多地方都用到了单片机，因此学习好这门课程有着十分重要的意义。 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。本节介绍一种利用51单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答器。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。本次课程设计我们做的是八路抢答器，我们采用 AT89C51单片机实现抢答功能，性能更稳定，更易操作调试。 目前大多数抢答器均使用单片机及外围接口实现，基于单片机的智力竞赛抢答器系统框图如下图所示。 1.2设计目的 通过设计学习单片机最小系统的基本设计方法，掌握单片机应用系统的开发调试过程。 （1）学习单片机开发工具功能、特点和使用方法。 （2）学会单片机控制系统程序的编制和编制和调试方法。
物理与电子工程学院 《单片机原理与接口技术》课程设计报告书 设计题目：八路抢答器的设计 专业：自动化
物理与电子工程学院课程设计任务书 专业：自动化班级： 2班
摘要 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 关键字：抢答器;竞赛;单片机
目录 1 设计任务与要求 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2设计要求 (5) 2 总体设计思路 (5) 3 硬件电路设计 (5) 3.1原理图的确定 (5) 3.2抢答器接口电路 (6) 3.3时序控制电路设计 (6) 3.4复位电路的设计 (6) 3.5晶振电路的设计 (7) 3.6报警电路设计 (8) 3.7 选手抢答键（矩阵式键盘） (9) 3.8显示与显示驱动电路 (9) 4 软件设计 (10) 4.1系统主程序设计 (10) 4.2 程序清单 (12) 5 仿真调试 (20) 6 总结 (21) 参考文献.......................... 错误!未定义书签。