基
于PLC 控制的抢答器毕业设计
晓宁
大学机电工程学院
基于PLC控制的抢答器毕业设计
专业名称：应用电子技术
学生：
导师：
职称：讲师
中图分类号：密级：
UDC：单位代码：
基于PLC控制的抢答器设计Based on PLC control responder design
大学机电工程学院
摘要
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，在日常生活中，智能抢答器广泛的应用于各种竞赛和抢答场合。由于PLC系统的抢答器相对稳定，所以设想可以利用PLC进行抢答器的设计。
开始抢答前，主持人首先通过复位按钮实现电路复位，在提问之后，打开选择开关启动定时器。在抢答限时，当某一组抢先按下抢答按钮后，对应的辅助继电器接通，同时切断其它抢答回路，实现互锁。抢答成功后，辅助继电器接通，启动音效电路和某分台指示灯，驱动外部数码显示器显示抢答成功组号。抢答成功后，同时启动定时器，当定时器计时结束，启动音效电路和指示灯提示回答时间到。如果在限时无人抢答，则启动音效电路和总台指示灯。
关键词抢答器；可编程控制器；
ABSTRACT
PLC application field has been broaden from various fields, in daily life, intelligent vies to answer first device widely used in various competitions and vies to answer first occasion. Due to the PLC system responder relative stability, so imagine can use PLC for the design of the responder.
Before start vies to answer first, the first through the reset button realize circuit reset, the questions later, open the selector switch start timer. In vies to answer first time, when a group of preemptive press vies to answer first button, the corresponding auxiliary relay on, at the same time cut off other vies to answer first circuit, realize interlock. Vies to answer first after the success of the auxiliary relay on, start sound circuit
and some points table lamp, drive external digital display shows vies to answer first successful group number. After the success of the vies to answer first, and the launch of the timer, when the timer timing over, start sound circuit and light hint time to answer. If the time no contest, will enable audio circuit and desk lamp.
Key word:responder；PLC (programmable logic controller);
目录
1 绪论 (1)
1.1 PLC的认识 (1)
1.2 PLC的应用和特点 (1)
2 设计目的及要求 (3)
2.1 设计目的 (3)
2.2 基本要求 (3)
3 硬件电路设计 (4)
3.1 PLC工作原理 (4)
3.2 PLC机型选择步骤与原则 (6)
3.3 PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面 (7)
3.4 控制要求分析 (8)
3.5 抢答电路分析 (8)
3.6 程序流程图 (10)
4 软件设计 (11)
4.1 I/O分配表 (11)
4.2根据控制要求进行梯形图设计 (12)
5 仿真与调试 (22)
5.1 仿真软件GX Developer8.0概要及特点 (22)
5.2 系统的仿真 (22)
5.3 工作过程分析 (23)
致谢 (24)
附录 (25)
参考文献 (26)
1 绪论
1.1 PLC的认识
PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。
在电视上我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观的判力竞赛的电路装置,该装置由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛组的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主断出第一个抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示第一抢答者。为了使这种不公平不发生，只能靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。八路数字抢答器是一个可供八个参赛组进行智持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。
通过这次设计，掌握PIC单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。
PLC本身的模块化结构以及远程I/O模块功能的不断完善，使得PLC易于实现多级控制（分布控制、分散控制），通过不同级别的网络将PLC与PLC、PLC 与远程I/O模块、PLC与人机界面以及PLC与PC机连接起来，形成管控一体化的网络结构。
1.2 PLC的应用和特点
PLC出现后就受到普遍的重视,其应用发展也十分的迅速,原因在于现有的各种控制方式相比,它有一系列受用户欢迎的特点,主要是:
1.可靠性高,抗干扰能力强在恶劣的工业环境下工业生产对控制设备的可
靠性提出很高的要求。PC是专为工业控制而设计,由于采取了一系列措施,使PC 控制系统的平均无故障间隔时间一般能达到4～5万h,远远超过传统继电器控制和计算机控制系统。可以说,到目前为止尚无任何一种工业控制系统的可靠性能达到和超过PC。保证PC工作的可靠性高、抗干扰能力强的主要措施是:
(1) 采用循环扫描、集中采样,集中输出的工作方式。
(2) 硬件设计采用模块式结构并采取屏蔽、滤波、隔离、联锁等一系列抗干扰技术,同时增加输出联锁、环境检测与故障诊断等提高可靠性电路。
(3) 软件设计中设置实时监控、自诊断、信息保护与恢复等程序与硬件电路配合实现各种故障的诊断、处理、报警显示及保护功能.因此PC优于微机控制的首要特点是它能适应恶劣的工业环境。
2.编程简单、易于掌握这是PC优于微机的另一个特点。梯形图编程方式是PC最常用的编程语言。它与继电器控制原理图类似，具有直观、清晰、修改方便、易掌握等优点。
3．组合灵活使用方便由于它采用标准化得到通用模块结构，能灵活方便地组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。
4．功能强，通用性好现代PC具备很强的信息处理功能和输出控制能力，它既可以对开关量进行控制又可以对模拟量进行控制。
5．开发周期短，功率高，维护方便PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大地减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计周期大大缩短，同时维护也变得容易起来。
6．体积小，重量轻，工耗低
随着电子技术的发展和应用领域日益扩大，PC技术及其产品仍在继续发展，其结构不断改进，功能日益增强，性价比越来越高。
2 设计目的及要求
2.1 设计目的
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辩认出选手。现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。从而使竞赛真正达到公正、公平、公开。
2.2 基本要求
1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮SB0 ~ SB7表示。
2）设置一个系统清除和抢答控制开关REST/START，该开关由主持人控制。
3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5）参赛选手在设定的时间进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，并保持到主持人将系统清除为止。
6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答
3 硬件电路设计
3.1 PLC工作原理
PLC的扫描过程分为部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时，只进行部处理和通信操作服务等容。在PLC处于运行状态时，从部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。循环扫描过程如图3.1所示：
停止
图3.1 循环扫描流程图
Figure 3.1 Circulation scanning flow chart
工作过程：主要分为部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。
（1）部处理阶段：
在此阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它部工作。
（2）通信服务阶段
在此阶段，PLC与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示容等，当PLC处于停状态时，只进行容处理和通信操作等容1．输入处理
输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。
2．程序执行
根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的容，会随着程序执行过程而变化。
3．输出处理
程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状
态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。
4.PLC的工作状态
PLC 有两种工作状态，即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态。运行状态是执行应用程序的状态。停止状态一般用于程序的编制与修改。图2.7给出了运行和停止两种状态下PLC 不同的扫描过程。由图可知，在这两个不同的工作状态中，扫描过程所要完成的任务是不尽相同的。
在运行状态，PLC 通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC 的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至PLC 停机或切换到停止(STOP)工作模式。
在部处理阶段，PLC 检查CPU 模块部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些其他部工作。
在通信服务阶段，PLC 与其他带微处理器的智能装置通信以更新编程器的显示容。当PLC 处于停止模式时，只执行以上两种的操作。PLC 处于运行(RUN)模式时，还要完成另外三个阶段的操作。
5.扫描周期和响应时间
PLC 在运行状态时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为0.5ms～100ms。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：CPU 执行指令的速度，执行每条指令占用的时间；程序中指令条数的多少。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU 执行速度有很大关系，一般说来，一个扫描过程中，输入采样和输出刷新所占时间较少，执行指令的时间占了绝大部分。
PLC的响应时间是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起至由它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔，也叫做滞后时间(通常滞后时间为几十毫秒)。它由输入电路的时间常数、输出电路的时间常数、用户语句的安排和指令的使用、PLC 的循环扫描方式以及PLC 对I/O 的刷新方式等部分组成。这种现象称为I/O 延迟响应或滞后现象。由于PLC 的这种周期循环扫描工作方式，决定了响应时间的长短与收到输入信号的时刻有关。响应时间可以分为最短响应时间和最长响应时间。
（1）最短响应时间
如果在一个扫描周期刚结束之前收到一个输入信号，在下一个扫描周期之前进入输入采样阶段，这个输入信号就被采样，使输入更新，这时响应时间最短。
（2）最长响应时间
如果收到一个输入信号经输入延迟后，刚好错过I/O 刷新的时间，在该扫描
周期这个输入信号无效，要到下一个扫描周期输入采样阶段才被读入，使输入更新，这时响应时间最长。由于PLC 采用循环扫描的工作方式，即对信息串行处理方式，必定导致输入、输出延迟响应，产生滞后现象。对于一般工业控制要求，这种滞后现象是允许的。但是对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统则不能满足，这时可以使用智能输I/O单元(如快速响应I/O模块)或专门的指令(如立即I/O指令)，通过与扫描周期脱离的方式来解决。
3.2 PLC机型选择步骤与原则
PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则最好选用模块式结构的PLC。对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A/D 转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。
而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID 运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。
(一) 合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。
(二) 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I ／O式适用于大型系统，系统的装置分布围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC 联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
(三)相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D 和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂，要现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
(四)响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用围的需要。如果要跨围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I ／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
(五)系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
3.3 PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面
(一)I／O点数的选择
PLC平均的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少，但必须留有一定的裕量。
通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。
(二) 存储容量的选择
用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同
一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。
PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。
存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10 ＋模拟量I／O通道数×100 另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
3.4 控制要求分析
当主持人打开启动开关后，在设定时间T1 ，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路发出声响，并且在8段数码管显示器上显示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效;
在抢答成功后，定时器停止工作。显示器显示选手的编号和抢答的时间。主持人打开开关S，系统清零。
3.5 抢答电路分析
图3.2 系统结构框图
Figure 3.2 system structure diagram
图3.3 系统外部接线图
Figure 3.3 system outside wiring diagram 3.6 程序流程图
HL23
HL24 HL25
HL26 HL27 HL28 HL29
广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目：九路抢答（PLC可编程控制器应用） 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级09级 班级09电信班1、2 指导教师_侯益坤、伍勤谟 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握PLC控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面： （1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 （2）独立工作的能力和创造能力。 （3）查阅技术资料和各种工具书的能力。 （4）工程绘图能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 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兰灯点亮、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）。
三人抢答计时器 一、摘要 智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。 五、电路组成和工作原理
图（一） 根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。 它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
课程设计说明书 2015-2016 学年第 1 学期 学院： 专业： 学生姓名：学号：31 课程设计题目：4路抢答器（含直流电源）制作指导教师： 日期：2015-12-18
目录 1、课程设计目的 (3) 2、课程设计内容和要求 2.1、设计内容 (3) 2.2、设计要求 (3) 3、设计方案 (3) 3.1.1、设计电路功能的分析 (3) 3.1.2、方案论证 (4) 3.2、主要芯片介绍 (4) 3.3、抢答电路设计 (8) 3.4、显示电路设计 (9) 3.5、555震荡电路设计 (9) 3.6、电源电路 (10) 3.7、时钟电路 (10) 3.7、违规控制 (11) 3.9、整体电路 (11) 4、课程设计总结 (12) 5、参考文献 (12)
1 课程设计的目的 1，了解抢答器电路设计的基本实现原理； 2，掌握时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法； 3、Protues仿真。 2 课程设计的设计和要求 2.1 设计内容 1，查阅所用器件技术资料，详细说明设计的抢答器电路工作流程； 2，抢答器电路采用与编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等电子器件构成，参加组数为四组。 3，电路可以实现由选手按键先后判断谁获得答题权；抢答成功时点亮相应的指示灯，且抢答成功选手号数在数码管上显示。 4，主持人没有按抢答开始按键时，若有人抢答，抢答无效，且该选手直接取消抢答资格； 5, 抢答开始后有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 2.2 设计要求 基本要求： (1) 在抢答开始后，若有参赛者按下抢答按钮，能准确判断出最先按下抢答按钮的参赛选手，并把其编号显示出来。 (2) 成功抢答后，若再有人按下抢答按钮，抢答状态不发生改变。 (3)具有复位功能，按下复位按钮，可进入下一次抢答准备阶段。 (4)要完成作品的仿真演示（用proteus仿真软件实现）和实物制作（万能板上焊接电路），且作品设计中只能用编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等基本器件或芯片，不可以用单片机或PLC等控制器。 （5）作品工作电压只提供交流220V电源，作品中所用其他电压由交流220V 电源进行转换供给，电源转换电路须自行设计制作。 发挥部分： （1）抢答开始后要有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。 （2）若抢答者违规，能实现用指示灯记录违规情况，达到一定违规次数后有相应处理措施。 （3）在实现上述功能外，可自行设计增加具有创新特色的抢答器附加功能。 3 方案的设计 3.1.1设计电路功能的分析 通过任务书可知该电路的功能为：1，主持人还没说开始抢答，选手不能抢答，如果有选手在主持人还没说开始抢答时抢答会被视为违规操作，违规者直接取消抢答资格；2，主持人说开始抢答时，选手开始抢答,抢答开始后有20S抢答倒计时；3，抢答时，分辨出选手按键的先后并锁存优先抢答器的编号，使非优先者抢答无效；4，抢答成功的人对应的发光二级管亮并数码管显示对应的号数；5，抢答时间有60秒，60秒后自动复位，若60秒内回答完，可以手动复位。
渤海船舶职业学院 毕业设计（论文）题目：基于PLC四路抢答器的设计 系：机电工程系专业：机电一体化技术姓名：李红远指导教师：刘凯 班级：08G451 评阅教师：刘凯 学号：24 完成日期：2011.5.22
毕业设计说明书（论文）中文摘要 题目：基于PLC四路抢答器的设计 摘要:近年来随着科技的飞速发展， PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。对于抢答器其广泛用于电视台、商业机构、企事业工会组织、俱乐部及学校等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。 本次设计是利用PLC（Programmable Logic Controller）对PLC控制的四路智力抢答器进行控制。首先，选择这个题目之后，我对本次设计进行了全面的思考。使自己对本次设计有一个大致的总体思路，然后仔细分析PLC控制的四路智力抢答器的工作原理，以及它的一些工作过程，分析后得出它主要需要完成主持人的控制、选手的抢答、报警、计时及输出显示功能等。考虑到只是PLC控制的四路智力抢答器则输出端口需要25个，输入端口需要7个，由于PLC具有可靠性高、体积小、通用性、使用方便等优点，因此，我决定选用SIMATIC S7-200 系列的CPU226和数字量扩展模块EM223作为本次设计的PLC。具有方便灵活，维护使用方便等特点。 关键词:智力控制，四路抢答器，PLC.
… 课题题目：数字式4组竞赛抢答器的设计与制作 一、课程设计目的 本次课程设计主要是《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。 二、初始条件： 本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。 三、要求完成的主要任务: 1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。 2、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。 @ 3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。 4、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作, 显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0。
目录 1 功能介绍 (3) 主要功能介绍 (3) 扩展功能介绍 (3) 2总体方案设计.................................................. (3) ； 3单元模块设计.................................................. (4) 抢答器控制端电路功能介绍 (4) 定时时间电路 (5) 控制电路和报警电路 (5) 振荡电路 (6) 4主要芯片介绍 (7) 优先编码器 74LS148 (7) 计数器74LS192 (8) 5四人抢答器仿真.............................................. (9) ； 6系统调试...................................................... (9) 7参考文献 (11) 1功能介绍 主要功能介绍 （1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。 （2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，直到主持人清零。 （3）开关J4作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关J4被按下时抢答电路清零，当开关J7松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关J1、J2、J3、J5实现。
八路抢答器设计 摘要 介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS160实现十进制的计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现计时功能。 通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识，以及知识的综合应用和焊接技术。 关键词: 抢答器编码译码定时 前言 进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的
竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求是酒无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。 一、设计要求 1.1基本要求 （1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 （2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 1.2提高要求 （1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定30秒。当主持人启动"开始"键后，定时器进行计数。 （2）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 （3）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
2016届课程设计 《四路智力竞赛抢答器》课程设计说明书 学生 学号 所属学院信息工程学院 专业计算机科学与技术 班级计算机16-6班 指导教师 教师职称讲师 塔里木大学教务处制
塔里木大学课程设计任务书课程名称：四路智力竞赛抢答器
目录 摘要: (1) 1.设计目的和要求 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2设计目的 (2) 2.功能介绍 (3) 3.总体方案设计 (3) 4．具体电路设计 (4) 4.1 主电路设计 (4) 5.设计原理 (5) 6.四路抢答器元器件清单 (6) 7.主要器件介绍 (6) 7.1 74ls175 四d触发器 (7) 7.2 74LS20 与非门8 7.3 74LS00 二输入与非门 (11) 7.4 555的工作原理 (12) 8.四人抢答器仿真 (15) 9.实验步骤及操作 17 9.1 检测与查阅器件 19 9.2 连接电路 (19) 9.3 电路调试 (19) 10.实物图如下 (19) 11.实验困难问题及解决措施 (20) 11.1困难一 (20) 11.2困难二 (21) 11.3困难三 (21) 11.4困难四 (21) 11.5 困难五 22 12.设计成品的优点与不足 (21) 12.1优点 (21) 12.2不足 (21) 12.3改良 (22) 总结 24 致 (24) 参考文献 (25) 塔里木大学课程设计评审意见表 28 课程设计验收鉴定表 29 塔里木大学教学实习日志 30
四路智力竞赛抢答器 摘要:在日常生活中各种竞赛场合经常要用到抢答器，在电视台和娱乐场所等大型场合中的智力抢答更是不可缺的系统，其利用的是大型显示屏显示数字。抢答器不但在以上场合取到很大的作用，而且在现代制造业中也有很重要的作用。 现代电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出，抢答器器也不例外；数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计四路抢答器。 而本次课程设计技术目标与要设计四路的抢答器，附有简单的抢答功能，不仅可以用于比赛，娱乐抢答，知识竞赛等活动，也可以用于各类需要竞争的场合，抢答器的运用非常附有人性化，应用非常广泛。 实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟混合电路，可以实现多路抢答的功能。 为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效的提高动手能力，独立分析问题、解决问题的能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，现设计一个用数字电路设计的四路抢答器，以74LS175、74LS00、74LS20、555为核心，使其具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。 通过电路的设计、焊接、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。仿真成功，电路板良好。 关键词：抢答器电路仿真设计
《数字电子技术》 项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试 教 案 名称： D触发器的应用 课程：数字电子技术 专业：应用电子技术 课时： 6课时 任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。
【设计思想】 本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。 【教学内容】 课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版社出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。 本节是时序逻辑电路的基础内容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。 这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。 本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。 这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。 ?评价目标： 1.考察学生的学习情况，让学生学会反思。
数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计 专业:电子信息科学与技术 班级:2012级1班 姓名: 学号: 指导老师: 电子通信与物理学院 日期: 2015 年 1 月10 日
指导教师评语
1设计要求 在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。 设计要求如下：利用数字电路设计一个八路抢答器，允许八路参加，并具有锁定功能，用LED显示最先抢答的队号码，系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始；Ⅱ)扬声器要短暂报警；Ⅲ)发光二极管亮灯；如果在30S内抢答有效,计时结束，30S内抢答无效，发光二极管灯灭。 2 设计任务 本次描述的八路抢答器功能指标为：设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器；主持人按下开始抢答的按键后，有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中；在开始抢答后数码管显示30秒倒计时；有抢答人员按下抢答键后，在数码管上显示抢答成功人员
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进
行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年 月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 目录 摘要.......................................... 错误!未定义书签。Abstract...................................... 错误!未定义书签。 1 前言 (1)
目录 课程设计任务书................................................................................................ 错误!未定义书签。摘要 .. (2) Abstract (3) 一、实验目的 (4) 二、设计要求与内容 (4) 三、设计及原理 (5) 3.1 总体方案设计 (5) 3.1.1 设计思路 (5) 3.1.2 总电路框图 (5) 3.2 各模块设计方案及原理说明 (6) 3.2.1 抢答电路 (6) 3.2.2 倒计时电路 (10) 四、电路仿真 (11) 4.1 抢答电路 (11) 4.2 倒计时电路 (13) 五、实验结果及分析 (15) 六、收获、体会和建议 (17) 附录 (19) 1.总电路图 (19) 2. 元件引脚图 (20) 3.元器件清单 (22) 主要参考文献 (23)
摘要 抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效果良好。 关键词: 电子设计自动化；数字电子技术；抢答器；仿真
Abstract Responder is a tool that has been widely used in various intelligence and knowledge competitions occasions. The design to eight-way quiz Responder basic concepts, from the practical application, the use of electronic design automation (EDA) technology, with digital, analog electronics design extension of the answering device. The design of the Responder use Multisim11 completed the schematic design and circuit simulation, with digital display, countdown shows, coding and decoding functions, with good results. Key words: EDA; digital electronic technology; Responder; Simulation
编号： 电子技术课程设计报告书 课题：数字式竞赛抢答器 院（系）：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：闫奥博 学号： 1200120334
题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2014 年 12 月 28 日
前言 一、数字竞赛抢答器的主要内容 1.1任务要求和内容 数字式竞赛抢答器具有数字显示抢答者序号功能同时配以声、光报警，以响应抢先抢答者的信号和序号，对犯规抢答者(包括提前和超前抢答)除声、光报警外，还有显示抢答犯规者序号的功能，同时还可以设置记分和奖罚记录等多种功能。 在本次设计过程中，只有主持人按下开始按钮以后，选手才能进行抢答，所以在本次设计中杜绝了出现超前抢答的情况，故犯规电路就无设计。 1.2数字竞赛抢答器的使用步骤为： (1)抢答前电路上电，由抢答主持人进行系统复位，抢答时间为0~7秒。 (2)主持人按下开始按钮开始抢答，同时定时器开始倒计时。 (3)抢答者听到抢答开始命令后，通过各自的按钮开关输入抢答信号。 (4)主持人对抢答成功者回答问题正确否进行加减分。 二、资料收集 2.1 芯片资料的收集 此次课设中用到了74HC573、74LS148、74LS192、74LS48，NE555定时器、74LS00、74LS274、74LS04、4511等芯片。有些芯片在数电课程中学习过，其余的芯片都是在网上学习的。 2.2 数字竞赛抢答器的资料 根据题目的要求我们在数电等相关书籍上找了各个芯片的使用方法，并在网络上也找到了一些相关的资料来在PROTEUS仿真软件中绘图并仿真，最后用DXP 2004绘制原理图和PCB图。 三、工作过程简介 选好题目以后根据题目要求进行一个总体的四路设计，分有四大模块，抢答模块、定时模块、脉冲模块、成绩输入模块。接下来就是在网络上查找相关芯片的资料，查看它们的真值表、逻辑图等，然后在PROTEUS仿真软件中绘图并仿真。仿真没有问题以后用DXP 2004
目录 第1章智能抢答器系统概述 (3) 1.1课题研究背景 (3) 1.2抢答器系统的功能 (3) 1.3抢答器扩展功能介绍 (4) 第2章PLC相关概述 (5) 2.1可编程控制器概论 (5) 2.2PLC的简介 (5) 2.2.1 PLC的应用 (5) 2.2.2 PLC的特点 (6) 2.2.3 PLC的分类 (7) 第3章智能抢答器硬件概述 (8) 3.1可编程控制器PLC的选型 (8) 3.2S7-300PLC系统组成 (8) 3.3.1 S7-300系列PLC性能介绍 (10) 3.3.2 I/O接线端口介绍 (10) 3.4PLC外围接线与调试 (11) 第4章智能抢答器软件编程 (12) 4.1总体设计思路 (12) 4.2I/O地址分配表 (12) 4.3程序图 (14) 第5章智能抢答器系统电路调试 (20) 5.1调试用PLC概述 (20) 5.2显示数码管简介 (20) 5.2.1 8段数码管 (20) 5.2.2 BCD译码显示数码管 (21) 5.3程序运行过程分析说明 (25) 第6章总结 (27) 谢辞 (28) 参考文献 (29)
摘要 随着科技的高速发展，各种各样的新技术、新元件都应用到了实际的生产生活之中，加快了人们的生活节奏，也简化了人们的劳动过程。随着人们对娱乐生活的质量的追求，作为娱乐项目中的工具—抢答器也一样在变化。抢答器它可以由PLC、单片机、数字电路、模拟电路还可以由EDA技术做成，本次设计是采用PLC做主控制器，控制台灯、音响、数码管构成的电路。 本抢答器系统可以通过修改程序方便地调整设置时间，显示部分采用控制器内部编码方式输出控制信号驱动外部数码显示器件，也可以外部连接编、译码器件实现，并且可以采用适当的输出信号驱动其它类型的显示器件。本设计基于西门子S7-300可编程控制器设计，而该型号PLC在各类工业控制中广泛应用。 关键词：抢答器；可编程控制器；数码管
电子科学系电子信息科学与技术 课程设计报告 课题题目：四路智能抢答器 一、课程设计目的 本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。 二、初始条件：
本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。 三、要求完成的主要任务: 1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。 2、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。 3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。 4、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作, 显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0。 目录 1 功能介绍 (3) 1.1主要功能介绍 (3) 1.2扩展功能介绍 (3)
2总体方案设计.................................................. (3) 3单元模块设计.................................................. (4) 3.1抢答器控制端电路功能介绍 (4) 3.2定时时间电路 (5) 3.3控制电路和报警电路 (5) 3.4振荡电路 (6) 4主要芯片介绍 (7) 4.1 优先编码器74LS148 (7) 4.2 计数器74LS192 (8) 5四人抢答器仿真.............................................. (9) 6系统调试...................................................... (9) 7参考文献 (11) 1功能介绍 1.1主要功能介绍 （1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，直到主持人清零。（3）开关J4作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关J4被按下时抢答电路清零，当开关J7松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关J1、J2、J3、J5实现。
广东工贸职业技术学院 2011~2012学年第一学期 PLC抢答器课程设计任务书 课程名称《PLC课程设计》专业机电一体化适用年级09级 班级09机体1、2班指导教师王艳芬、侯聪玲 一.系统说明 在很多竞赛活动中,经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是:当多个抢答输入信号输入时,抢答器只接收第一个到来的信号,而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯和铃有所反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个七段数码管输出灯,一个蜂鸣器,一个复位按钮、一个开始按钮,一个3S兰灯,一5S 黄灯。在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 首先应使用复位按钮复位后做好抢答准备。当主持人说开始,并同时按下开始按钮,抢答开始,并有十秒限定时间。 1.若抢答者在此前抢先输入,则属违规要予指示该台台号, 同时蜂鸣器响,以便扣分惩罚。 2.若在开始后到3s之内第一个按下抢答输入按钮或在3S后 到5s之内第一个按下抢答输入按钮均要给予不同的指示,以便答对之后给予不同的额外奖励加分,5S后到十秒之内第一个按下抢答输入按钮的不给予额外奖励加分,只给予基本分。(凡抢答成功答题正确的都有基本分 3.如果在限定十秒时间内各参赛人均不抢答,十秒到后蜂鸣
器响,此轮抢答无效。 最先按下按钮的由七段数码管显示该台台号,同时蜂鸣器响, 此时不论该按钮是否处于按住状态,再按下其它任何一个抢答按钮均不再响应,直至复位按钮复位后方可进行下一轮抢答准备。 二 . 设计要求 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。 三 . 设计报告 报告内容包括设计思想、方案选择、器件选择及电器设备明细表、I/O分配图、系统接线图、流程图、梯形图、程序清单、系统工作原理和设计心得等。 四 . 设计时间一周 1.周一,布置任务,学生查找资料、进行方案选择、器件选择。 2.周二~周四,学生编写电器设备明细表、I/O分配图、系统 接线图、流程图,并编写梯形图、程序清单,完成设计报告。
目录 一、六路抢答器设计任务及要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2设计要求 (1) 1.2.1系统设计要求 (1) 1.2.2设计目标……………………………………………………………… 二、系统组成及工作原理 (2) 2.1方案选择 (2) 2.1.1 利用译码芯片 (2) 2.1.2 利用单片机 (2) 2.2原理分析 (3) 2.3设计方案 (3) 三、抢答器硬件系统设计 (4) 3.1时钟电路和复位电路 (4) 3.1.1时钟电路 (5) 3.1.2复位电路 (5) 3.2键盘电路 (6) 3.3 显示电路 (7) 3.3.1 显示驱动电路 (7) 3.3.2显示报警电路 (8) 3.4芯片介绍 (9) 3.4.1集成芯片AT89S52 (9) 3.5共阳数码管介绍 (11) 四、软件系统设计 (12) 4.1 设计思想 (12) 4.2 资源分配 (12) 4.3 程序设计流程图 (13) 4.3.1 定时器中断服务程序流程 (13) 4.3.2抢答违规流程图 (13) 4.3.3 显示程序流程 (14)
4.3.4主程序流程图 (15) 五、调试及使用说明 (16) 5.1实物调试 (16) 5.2 使用说明 (16) 六、设计心得体会及教学建议 (17) 6.1 设计体会 (18) 6.2教学建议 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20) 附录Ⅰ电路原理图 (21) 附录Ⅱ PCB元器件布局图 (22) 附录Ⅲ PCB顶层图 (23) 附录Ⅳ PCB底层图 (24) 附录Ⅴ元器件清单 (25) 附录Ⅵ程序清单 (27) 一、六路抢答器设计任务及要求 1.1设计任务
青岛理工大学 毕业论文 题目：抢答器设计 学生姓名： ** 学生学号： ******** 院系名称：机电工程系 专业班级： *************** 指导教师： ***** 2016年6 月15 日
摘要 随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能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，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。 本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能，利用89S51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；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。 关键词：抢答器，单片机，LED数码显示管，定时器/计数器，扬声器
ABSTRACT With the development of science and technology and the popularization of all kinds of competition more and more, which answer is more and more important. Paper design out to AT89S51 single tablets machine for core of eight answer device, used has digital display directly indicates, automatically lock save displayed results, and automatically reset of design thought, it can according to different of answer entered signal, after single tablets machine of control processing and produced different of and entered signal relative should of output signal, last through LED digital tube displayed corresponding of number, even two group of answer time difference several microseconds, also can tell out is which group priority by Xia of press, full using has single tablets machine system structure simple , Powerful, reliable and practical features. This design is to answer as a starting point. Taking into account the functions according to the set time limit to answer, using 89S51 microcontroller and peripheral interface implementations of the VIES system, using the principles of timing and counting timer/counter, combining software and hardware, and allows the system to correct timing, while allowing digital to display the time correctly. Switches the keyboard output, speaker tip. While the system can achieve: answer, only after the start of contest is only valid, if VIES to answer before you begin to be invalid; full systems after time automatic reset and master force reduction; key lock in the effective State, key is invalid illegal. Key Words：responder , single chip microcomputer , LED digital display , timer/counter speakers