基于PLC的知识竞赛抢答器设计

本科毕业论文（设计）题目：知识竞赛抢答器PLC设计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；知识竞赛抢答器；七段数码器；IO分配bstractWith the development of our country economy and cultural industry,public competition requires a fair adjudgement in many occasions,such as securities and ruling stock trading and various intelligence contest etc, resulting in various responder. First vies to answer first is composed of priority encoder which is constiuted by logic circuit, the speed and reliability of it is not high and the circuit is complex, but the function is simple. especially when there are many responders, it is more difficult to achieve. Therefore, a responder to reflect a kind of openness, fairness and impartiality of the knowledge competition is a kind of demand occupations.The core of this design is based on PLC ,it is composed of system structure diagram, procedures, ladder-diagram and the allocation of input and output terminals,the design not only retains the basic function of the the original responder but increases a series of practical function and simplifies the circuit structure, it will be easy and flexible to its control, as long as change the PLC control procedures, you are able to change the program of the competition responder, making the competition fair and justice.Key words：PLC; The knowledge competition responder;7 digital device;IO distribution目录1 绪论 (4)1.3.1 PLC的简介 (6)1.3.2 PLC的用途 (6)1.3.3 PLC的特点 (7)1.3.4 PLC的分类 (9)2 整体方案的选择 (11)3 硬件电路设计 (15)3.4.1 LED数码管的结构及主要特性 (18)3.4.2 PLC与七段数码管方案选择 (19)3.4.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 (20)3.4.4 外部硬件接线图 (21)4 软件设计 (23)5 总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1 绪论1.1 课题研究背景目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采用模拟电路、数字电路、单片机或者PLC芯片、计算机控制系统等四类产品。

基于PLC控制的四路抢答器的设计一、引言抢答器是一种常见的教育设备，在课堂教学和知识竞赛中被广泛应用。

传统的抢答器通常是基于电路进行设计的，但是这种设计方式存在一些缺点，如电路复杂、布线不方便等。

基于PLC控制的抢答器能够解决这些问题，并具有更好的稳定性和可靠性。

本文将介绍基于PLC控制的四路抢答器的设计方案。

二、设计方案1.系统框图[插入系统框图的图片]2.抢答器按钮和指示灯每一个抢答器按钮和指示灯都由一个单独的PLC输入和输出模块控制。

当抢答器按钮按下时，对应的PLC输入模块会检测到信号，并发送给PLC。

PLC根据接收到的信号控制对应的PLC输出模块，点亮对应的指示灯。

3.PLC程序设计PLC程序设计是本设计方案的核心。

PLC程序主要包括以下几个部分：(1)输入检测：PLC程序会周期性地检测每个PLC输入模块的状态，判断是否有抢答器按钮按下。

(2)优先级判断：如果有多个抢答器按钮同时按下，PLC程序会根据预设的优先级判断规则选择一个抢答器。

(3)按钮控制：当PLC程序确定了一个抢答器之后，它会控制对应的PLC输出模块点亮指示灯，并且发送信号到其他AB型PLC输出模块，关闭其他抢答器的指示灯。

(4)时间控制：PLC程序还需要控制每个抢答器的抢答时间。

当一个抢答器的按钮按下时，PLC会启动一个定时器，经过设定的时间后，定时器会触发一个中断，关闭抢答器的指示灯，并将抢答器的状态恢复为可抢答状态。

(5)抢答器状态管理：PLC程序需要记录每个抢答器的状态，包括是否可抢答、是否已被抢答等。

4.抢答器面板设计抢答器面板应该设计简洁、美观，并且易于操作。

面板上应包括四个抢答器按钮和对应的指示灯。

每个按钮下方应标注按钮的编号。

指示灯应使用明亮的颜色，以便于学生和教师观察和识别。

三、总结基于PLC控制的四路抢答器设计方案能够有效解决传统抢答器设计中存在的问题，并且具有更好的稳定性和可靠性。

通过PLC程序的设计，抢答器的操作和控制变得更加灵活和方便。

竞猜抢答plc课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用技能。

通过本课程的学习，学生将能够理解PLC的工作原理、熟悉PLC的编程环境和编程语言，掌握PLC的基本编程技巧，并能够运用PLC解决实际问题。

具体来说，知识目标包括：了解PLC的基本概念、工作原理和应用领域；掌握PLC的编程环境和编程语言；了解PLC的编程方法和技巧。

技能目标包括：能够使用PLC编程软件进行编程；能够进行PLC的调试和维护；能够运用PLC解决实际问题。

情感态度价值观目标包括：培养学生对PLC技术的兴趣和热情；培养学生创新意识和团队合作精神；培养学生的工程实践能力和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括PLC的基本原理、编程环境和编程方法。

具体安排如下：1.PLC的基本原理：介绍PLC的定义、发展历程、工作原理和应用领域。

2.PLC的编程环境：介绍PLC编程软件的安装、使用方法和编程语言。

3.PLC的编程方法：介绍PLC编程的基本步骤、编程技巧和常见问题解决方法。

以上内容将根据学生的实际情况和教学要求进行调整和安排。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握PLC的基本原理和编程方法。

2.讨论法：通过小组讨论，培养学生的创新意识和团队合作精神。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。

4.实验法：通过实验操作，使学生熟悉PLC的编程环境和编程技巧。

以上教学方法将根据学生的实际情况和教学要求进行灵活运用。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供全面、系统的知识体系。

2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料和拓展知识。

基于PLC的四路抢答器设计报告河南农业大学《PLC生产实训》报告实训题目：基于PLC的智力竞赛抢答器学院：理学院班级：电子信息科学与技术一班组员：相贺鹏、朱泽雷、张少华指导教师：腾红丽成绩：时间：2014 年12 月30 日至2015 年1 月4 日一、实训目的《PLC 生产实训》是一门实践课程。

本实训是配合《可编程控制器原理及应用》课程教学大纲、要求和课程实施计划展开。

通过本课程的实训，使学生在学习了西门子S7-200系列PLC 理论知识的基础上，通过上机编程和程序调试实训，进一步提高S7-200系列PLC 的应用能力；了初步掌握PLC 控制系统的分析、设计能力；掌握PLC 的基本原理和选型应用方法，能够根据设备的工艺过程和控制要求正确选用可编程控制器及配套的常用功能模块。

通过实习，要求学生能熟练掌握PLC 的理论知识和实验中所掌握的实践知识，能正确地进行系统设计，并通过实验使学生获得软件设计的初步能力。

在实习的全过程中，培养学生勤奋学习、求真、求实的科学品德，培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献能力、思维能力、想象能力、表达能力，为今后从事相关的专业技术工作打下基础。

二、实训要求PLC 实训是对综合应用能力的培养，因此在实训过程中要求能够主动思考，积极参与。

每个同学必须做到的是：根据工艺要求，分析控制要求，设计控制程序，然后再进行编程、调试，以满足加工所要求的基本工艺过程。

个别有能力的同学可以在原有控制要求的基础上进一步完善相应的控制环节，或者结合实际（例如根据控制的某些特点），提出合理化建议并编程实现。

三、实训内容基于PLC 的智力竞赛抢答器，其系统控制流程图如图1所示:电路图1其PLC的硬件连接图如下图2所示：主持人计时电路S5四、控制要求控制任务：有4个抢答席和1个主持席，每个抢答席席上各有1个抢答按钮和1个抢答指示灯。

参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯将会亮，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后另外两个抢答席上即使在按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。

竞猜抢答plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本概念、原理及功能。

2. 使学生了解PLC在工业控制中的应用及优势。

3. 让学生掌握PLC编程软件的使用方法，能进行基本的程序编写和调试。

技能目标：1. 培养学生运用PLC技术解决实际问题的能力，提高学生的动手操作能力。

2. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，提高竞猜抢答活动的组织与参与能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及工业控制领域的兴趣，激发学生主动学习的热情。

2. 培养学生勇于挑战、积极参与的精神，提高学生面对困难的勇气和信心。

3. 培养学生遵守竞赛规则、尊重对手，形成良好的竞技道德。

课程性质：本课程为实践性、互动性较强的课程，结合竞猜抢答活动，激发学生的学习兴趣和参与热情。

学生特点：学生具备一定的电气基础和计算机操作能力，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师需引导学生掌握PLC相关知识，注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提高学生的综合能力。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. PLC基本概念：介绍PLC的定义、发展历程、分类及基本构成。

教材章节：第一章第一节2. PLC工作原理：讲解PLC的工作过程、扫描周期、输入输出接口等。

教材章节：第一章第二节3. PLC编程软件使用：学习PLC编程软件的安装、界面认识、基本操作及程序调试。

教材章节：第二章4. PLC基本指令：学习PLC常用的逻辑指令、定时器、计数器等。

教材章节：第三章5. PLC程序设计：介绍PLC程序设计的方法、步骤，以实际案例进行讲解。

教材章节：第四章6. PLC在工业控制中的应用：分析PLC在各个领域的应用实例，了解其优势。

教材章节：第五章7. 竞猜抢答活动设计与实践：结合PLC技术，设计并实施竞猜抢答活动。

教材章节：综合实践教学内容安排与进度：第一周：PLC基本概念、工作原理第二周：PLC编程软件使用第三周：PLC基本指令学习第四周：PLC程序设计、工业控制应用第五周：竞猜抢答活动设计与实践教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生能够逐步掌握PLC技术及其应用。

［二］ 丑二二］
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统 进 行 了现 场 调 试 。调 试 结 果 表 明 系统 运 行 良好 ，性 能稳 定 。 关 键 词 ：Ｐ Ｃ控 制 ：抢 答 器 控 制 ；报 警 功 能 ；数 码 显 示 Ｌ 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ４ ２ （０ ０ ２ — ３ ０ ９ ９ ９ ２ １ ）１ － ０ ５ ０ ｏ １
答：
２ ）音 响 叫 （ 定 响 １秒 ）＋ 台 灯 亮 ＋ 台灯 亮 ，某 设 某 总
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课程设计任务书及成绩评定设计题目竞赛抢答器的设计目录摘要 (1)关键字 (1)Abstract (1)Key words (1)1.绪论 (2)课程设计研究内容 (2)竞赛抢答器操纵要求 (2)2.系统总方案设计 (3)设计要求 (3)方案分析 (3) (3)系统结构框图设计 (3)流程图设计 (4)I/O分派表 (6)硬件电路图 (7)数码管显示部份 (8)依照设计要求梯形图设计 (9) (13)调试进程总结 (14)展望后续 (15)参考文献 (16)竞赛抢答器的设计摘要：随着我国经济和文化实业的进展，在很多公布竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各类智力竞赛等，因此显现了抢答器。

最初的抢答器是由优先权编码器组成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，靠得住性不高，功能也比较简单，专门是当抢答路数很多时，实现起来就加倍困难。

因此，一种能够表现竞赛的公布、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、梯形图和输入输出端子的分派方案，在保留了原始抢答器的大体功能的同时又增加一系列的有效功能并简化其电路结构，其将以其操纵方便，灵活，只要改变输入PLC的操纵程序，即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。

关键字：PLC；竞赛抢答器；七段译码器Design Of Contest ResponterStudent majoring in Atomation Name YangchongtaoTutor ShenyongAbstact:With the development of China's economy and culture industry, in many publicoccasions require a fair competition competition award, such as securities, stock trading and various intelligence contest, hence the responder. Responder firstlogic circuit is composed of a priority encoder, the operation speed slow, circuit complexity, reliability is not high, the function is simple, especially when theanswer way a lot, it is more difficult to achieve. Therefore, one can reflect therace open, fair, justice knowledge contest Responder become a demand.This design takes PLC as a core design of the system structure diagram, program instructions,ladder diagram as well as input and output terminal assignment,while retaining the basic functions of the original responder and a series of practical functions and simplify the circuit structure, the control is convenient,flexible, as long as the change control procedure input PLC, responder schemecan change the contest Responder, which makes the competition and constantly improve its fairness, impartiality.Key words: PLC Race responder The seven segment decoder1绪论目前国内外市场上已有很多类型的知识竞赛抢答器，其大致采纳模拟电路、数字电路、单片机或PLC芯片、运算机操纵系统等四类产品。

目录摘要 (6)Abstract (7)第一章可编程控制器及工作原理 (9)1.1 可编程控制器简介 (9)1.1.1可编程控制器的产生和定义 (9)1.1.2可编程控制器的应用及发展 (9)1.1.3可编程控制器的功能及特点 (3)1.1.4 PLC的性能指标和分类 (4)1.2可编程控制器的构成及工作原理 (5)1.2.1可编程控制器的基本组成 (5)1.2.2可编程控制器的编程语言 (7)1.2.3 可编程控制器的工作原理 (7)1.3 PLC的扫描周期 (16)1.4 PLC的I/O响应时间 (16)第二章抢答器的整体系统设计 (17)2.1可编程控制器控制系统设计的原则 (17)2.2可编程控制器控制系统设计的步骤 (17)2.3抢答器系统的控制要求 (19)第三章抢答器系统的硬件电路设计 (14)3.1 PLC机型的选择 (14)3.2 PLC容量的选择 (21)3.3 抢答器的控制及显示特点 (22)3.3.1 LED数码管的结构及主要特性 (22)3.3.2 集成块4511的主要功能 (23)3.4 抢答器外部硬件接线图 (25)第四章抢答器系统的软件设计 (26)4.1 I/O分配 (26)4.2 梯形图的设计 (26)第五章总结 (26)参考文献 (25)致谢 (26)第一章可编程控制器及工作原理1.1可编程控制器简介1.1.1可编程控制器的产生和定义可编程控制器（Programmable controller）简称PC，为了避免和通用计算机的简称PC区分开，所以在很多书中对可编程控制器仍沿用以前PLC的简称。

在1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。

七十年代后，PLC已成为一种新型的工业自动控制标准设备，而且PLC不再是仅有逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID控制和数据通信功能。

[1]1987年2月，国际电工委员会（IEC）在可编程控制器的标准草案中作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。

四人竞赛抢答器PLC程序设计
控制要求
设计四人竞赛抢答器，首先主持人给出题目，并按下开始抢答按钮，开始抢答 信号灯亮后可以抢答，先按下按钮的抢答信号灯亮，后按下抢答按钮的信号灯 不亮。

抢答结束后。

如果主持人未按下开始抢答按钮，开始抢答灯未亮时，抢答者按下按钮，则抢 答信号灯闪烁，表示犯规。

主持人对抢答状态确认后，按下复位按钮，系统继续 允许各队人员抢答，直至又有一队抢先按下抢答按钮。

IO分配
梯形图
程序设计的抢答信号灯，是在主持人按下抢答按钮后才有效，而且只要有一个抢答
信号之后，其他的均无效。

当主持人按下抢答按钮SB1，X0输入信号有效，中间继电器M0为ON，M0的常开触
点控制Y0输出为ON。

如果输入信号X1有效，中间继电器M1为ON，使Y1输出为ON
，同时M1常闭触点断开，将其他抢答器的控制断开，X2 X3 X4输入有效时，与X1输
入有效时类似。

当按下复位按钮时，X5输入有效，使中间继电器M0复位，使Y0输出为OFF，一次抢
答结束。

在按下抢答按钮之前如果有人按下抢答器，以X1输入信号有效为例，使M1为ON，通过 M8013 输出1S 的时钟脉冲信号，控制Y0的闪烁，按下X5，使抢答信号灯熄灭。

其他与 X1输入有效时类似。

开题报告电气工程及自动化基于PLC控制的知识竞赛抢答器设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义无论国内抑或是国外，在很多公开竞争场合中，都要求有公正的竞争裁决。

这时候，抢答器都可以起到很大作用，它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。

通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者，如果抢答过程有犯规情况存在，抢答器也能及时警报。

竞赛抢答器的发展也历经了好几个阶段，从几十年前的模拟电子技术到数字电子技术，到至今仍在使用的单片机编程技术，再到现如今应用最为广泛的PLC技术，可以说，一款小小的抢答器，映射了整个电子行业的发展历程。

PLC技术在我国的应用已经有20多年历史，随着目前自动化程度的提高，以及各种监控系统的需要，PLC其外部电路简单、模块化结构、可靠性高，尤其可以通过方便的编程和修改软件来实现顺序控制的功能等特点，在工业的应用中越来越广泛。

它将传统的继电器控制技术与计算机和通信技术融为一体。

在实际现场，设备操作方便，管理维护简单，能根据各种突发事件，做出实时的正确反正，而表现的最突出的就是在各类竞赛过程中抢答器的应用。

虽然如今的很多竞赛抢答器是基于单片机编程设计，但是由PLC设计的抢答器与单片机抢答器相比，在许多方面都显示出了优越性。

再次，就不得不说一下单片机抢答器，所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序达到所要求的控制功能。

这种形式在80年代国内很流行，但由于受到本身可靠性以及其它方面的限制，目前除了仪表上仍采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。

单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。

这样对于增加功能的开发成本和周期都会增加。

单片机的可维护性：一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法是更换整个系统，这样维修成本都会增加。

基于plc的抢答器毕业设计模板及概述说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍基于PLC的抢答器毕业设计的模板及概述说明。

抢答器作为一种常见的教育器材，广泛应用于学校及培训机构，用于举办竞赛、测验等活动。

通过使用PLC（可编程逻辑控制器）技术，能够实现对抢答器系统的自动化控制，提高竞赛过程中的准确性和效率。

1.2 文章结构本文将按照以下结构展开介绍：首先进行引言部分的说明，包括文章概述、结构和目的；接着介绍PLC基础知识，包括PLC的定义与分类、工作原理以及在工业自动化中的应用；然后进行抢答器设计需求分析，包括功能需求、系统性能要求以及硬件设计要点；接下来是PLC控制系统设计与实现，包括PLC编程语言选择与程序框图设计、输入输出点表设计与配置以及控制逻辑设计与调试；最后进行结论与展望部分，总结设计成果、分析存在问题并提出改进建议，并展望后续发展方向。

1.3 目的本文的目的是介绍基于PLC的抢答器毕业设计的模板及概述说明，帮助读者了解抢答器系统的设计需求分析和PLC控制系统的设计与实现过程。

通过本文的阅读，读者能够获得对PLC技术在抢答器系统中的应用有一个全面的认识，并能够进行相应的设计和开发工作。

同时，本文也旨在为后续相关研究提供参考和启示，促进该领域更深入地探索和发展。

2. PLC基础知识：2.1 PLC的定义与分类：PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，是一种工业自动化控制设备。

它由CPU、输入/输出模块、存储器、通信模块以及外围设备组成。

PLC广泛应用于各个行业的自动化生产线和工业过程控制系统中。

根据其内部结构和功能特点，PLC可以分为三个主要类别：小型PLC、中型PLC 和大型PLC。

小型PLC通常具有较少的输入/输出点数，适用于小规模自动化系统。

中型PLC适用于中等规模的生产线或工艺过程控制系统，并具有较高的运算速度和扩展性。

大型PLC适用于复杂的自动化系统，拥有多个输入/输出模块和强大的数据处理能力。

目录1、概述2、控制要求3、流程框图4、硬件配置及地址分配（1）、输入/输出端分配（2）、I/O端口接线图5、软件编程（1）、梯形图及注释（2）、语句表程序及注释6、总结7、参考文献1、概述实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。

目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。

现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来实现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。

但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单（有的甚至没有显示电路），无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。

近年来，PLC以其结构灵活，传输质量高、速度快、带宽稳定，性价比高，工期短，可扩展性和可管理性更强，适用面广得到了广泛的应用，而本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公平、公正、公开。

2、PLC抢答器的控制要求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，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。

四组抢答器的设计设计要求：设计一个4组抢答器，即有4组选手，一位主持人。

主持人有一个开始答题按钮，一个系统复位按钮。

如果主持人按下开始答题按钮后，开始计时，时间在数码管上显示，在8秒内仍无选手抢答，则系统超时指示灯亮，此后不能再有选手抢答；若有人抢答，优先抢到者指示灯亮，选手序号在数码管上显示，（不再显示时间）其他选手按钮不起作用。

弱主持人未按下开始按钮，有选手抢答，则犯规指示灯亮并闪烁，同时选手序号在数码管上显示，其他选手按钮不起作用。

所有各种情况，只要主持人按下复位按钮，系统回到初始状态。

抢答器的示意图如下：系统整体分析分析设计要求可知，该抢答系统的输入量有4位抢答选手的按钮输入信号，主持人的开始按钮输入信号和复位输入信号。

输出量有各个指示灯（共六个）和数码管字段码输出信号。

现将I/O分配如下：备注：该系统数码管采用共阴数码管。

对于该抢答器系统，将之拆分为各个模块，主要有：1.复位与置位模块：该模块可以通过RS触发器来实现。

2.倒数计时与显示模块倒数计时功能可以通过定时器实现，系统要求时间为8秒，可以选用T40（单位为100ms）的定时器实现，初值设定为80。

倒数计时的显示可以根据时间预设变量来进行计算生成相应的字段码送给SEG显示模块来实现。

3.指示灯响应模块该模块包括组号指示灯响应，犯规指示灯响应，超时指示灯响应。

可以根据主持人是否按下开始按钮，是否超时，和组员抢答等情况来编写相应的程序。

4.组号显示模块该模块根据选手抢答状态，将相应的选手号码转换为字段码送到PLC与数码管相连的输出口，可以通过PLC自带的SEG算法实现，也可以通过MOV指令将相应的字段码发送到输出端，显示相应的组号。

系统流程图系统模块联系图系统原理图对应关系如下：系统主要模块介绍1.复位置位模块：该模块是由网络1与网络8构成。

采用RS触发器进行置位和复位功能，在没有人提前抢答Array的情况下，主持人按下开始按钮，系统被置位；按下复位按钮后，通过网络8对系统复位，复位置位信号由RS触发器体现。

基于PLC的知识竞赛抢答器设计电气自动化092 唐忠忠摘要：基于PLC（可编程控制器）的知识设计竞赛抢答器的控制系统。

此类系统，随着可编程逻辑器件在工程实践中广泛的应用，也为数字式抢答器的设计提供了方便的器件。

不仅如此，抢答器在文体娱乐活动和竞赛中具有广泛的应用，其具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、数码显示等多种功能。

抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器.本系统设计简单，程序简洁易懂，基本能满足学生各种知识竞赛的需求，具有较高的实用价值。

关键词：PLC控制抢答器数码显示一·引言目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。

这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。

近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用正在不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。

可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置，是实现自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。

本设计就是利用 PLC 作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，PLC的性能优势必会使得竞赛真正达到公正、公平、公开。

二·抢答器控制系统设计（一）抢答器控制要求该抢答器的主要控制要求和功能如下。

1·竞赛抢答器能使 4 个队同时抢答。

2·设裁判台与参赛台。

裁判台设有音响和裁判台灯，并设开始按钮和复位按钮；参赛台设有参赛台按钮及参赛台灯。

基于PLC四路抢答器的设计PLC四路抢答器设计是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的系统，用于实现多人抢答游戏的设备。

该系统可以用于教育培训、智力竞赛等各种场景，提高参与者的反应能力和竞争意识。

下面将详细介绍PLC四路抢答器的设计。

1.系统结构PLC四路抢答器由主控单元、按键单元、显示单元和声音模块组成。

主控单元负责抢答器的控制和信号处理，按键单元用于参与者进行抢答，显示单元显示参与者的得分情况，声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。

2.主控单元设计主控单元采用PLC进行控制，具有较高的稳定性和可靠性。

它通过读取按键单元的信号，控制显示单元和声音模块的状态，并根据参与者的抢答顺序和答案是否正确进行得分计算。

主控单元还可以设置游戏的时间限制、参与者数量等参数。

3.按键单元设计按键单元由若干个按钮组成，每个按钮代表一个参与者。

当参与者准备抢答时，他们可以按下自己对应的按钮。

主控单元根据按键的信号进行响应，记录抢答的顺序和答题的正确性。

4.显示单元设计显示单元用于显示参与者的得分情况和答案的正确与否。

对于每个参与者，显示单元可以显示其抢答的顺序和得分。

当参与者抢答成功或答案正确时，显示单元可以发出相应的提示，如闪烁、改变颜色等。

5.声音模块设计声音模块用于发出抢答和答案正确的提示音。

当参与者抢答成功或者答案正确时，声音模块可以发出嘈杂的声音作为奖励。

同时，在一些参与者抢答时间结束或者所有题目答完后，声音模块可以发出结束的提示音。

6.系统功能PLC四路抢答器可以实现以下功能：-支持多人同时抢答，提高参与者的竞争意识和反应能力。

-可以设置游戏的时间限制和参与者数量，适用于不同规模和需求的竞赛活动。

-可以显示参与者的得分情况，提供公平公正的竞赛环境。

-提供声音提示，增加游戏的趣味性和紧张感。

7.系统优势与传统的抢答器相比，PLC四路抢答器具有以下优势：-PLC控制的稳定性高，不易受到外界干扰，保证系统的可靠性。

目录一系统总体方案论证 (2)1.1任务详解及设计思路 (2)1.2方案选择及论述 (2)二系统硬件设计 (2)2.1系统功能及结构框图设计 (2)2.2抢答器电路原理图 (3)2.3抢答器I/O分配表 (5)三系统软件设计 (5)3.1系统软件流程图 (5)3.2各软件模块的功能及梯形图说明 (7)四系统调试 (10)4.1调试步骤及过程 (10)5.2 展望后续 (12)附录一 (14)附录二 (19)参考文献 (24)一系统总体方案论证1.1任务详解及设计思路(1)、系统上电后，主持人在总台单击开始按钮后允许各队抢答即抢答有效。

(2)抢答器同时供5名选手或5个代表队竟猜抢答，分别用7个按钮SB1—SB7表示。

当主持人按下开始抢答按钮后，五组选手开始抢答，数码管开始显示九秒倒计时。

(3)在抢答过程中，1-5队任何一队先按下各自的抢答按钮（SB1—SB7）后LED数码管显示当前组号，闪烁3秒后组号常亮。

同时及蜂鸣器报警，并与其他选手互锁，继续抢答无效。

(4)抢答成功后，开始进行答题倒计时30秒，如果在30秒内未按时答题则此次答题失败，系统自动复位。

在有效答题时间内可以对对应组进行计分，有显示分数和总场积累分数的功能。

当这次答题结束后，主持人次按复位键后，开始进行新一轮抢答。

1.2方案选择及论述可编程序控制器(PLC) 是一种新型的通用的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。

可以采用数字电路，单片机系统，PLC系统来实现，相比之下PLC 更具有优势。

智能竞赛抢答器通过PLC进行控制，按要求进行编程；其主要输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中心PLC,PLC将根据信号作出相应的回应。

二系统硬件设计2.1系统功能及结构框图设计抢答器控制系统分6部分：PLC控制器、主持人控制按钮、抢答按钮部分、倒计时及其显示部分、计分及其显示部分、指示灯报警部分。

引言1.设计目的：①设计出plc控制的五人抢答器。

②掌握plc的编程软件平台、定时器、计数器、传送指令、主子程序等有关指令的编程方法；③熟悉plc与上位机通讯、软件调试的方法；④培养学生的综合设计设计能力、分析问题与解决问题的能力。

2.设计内容：设计出带显示的五人抢答器3.要实现的目标：①按下抢答按钮，开始抢答，需在15S内完成抢答，若没有完成抢答，报警指示灯亮。

②若二号选手抢答成功，主持人按答题按钮，选手在30秒内答题，数码管从30开始倒数。

③30秒倒计时结束，指示灯亮。

④主持人按下复位按钮，数码管显示00。

关键词：PLC,五人抢答器目录引言 0一．PLC简介 (2)1.1 基本结构PLC (2)1.1.1中央处理单元(CPU) (2)1.1.2存储器 (3)1.1.3 输入接口电路 (4)1.1.4 输出接口电路 (4)1.1.5电源 (5)1.2 PLC的工作原理 (5)1.2.1输入刷新阶段 (5)1.2.2程序执行阶段 (6)1.2.3 输出刷新阶段 (6)二．系统总体设计 (6)2.1系统的硬件配置及原理图设计 (6)2.2I/O口分配 (7)2.3系统接线设计 (8)2.4控制系统设计 (9)2.4.1控制系统流程图设计 (9)2.4.2控制系统梯形图 (9)2.4.3程序指令语言 (15)三．系统调试及分析结果 (18)3.1系统调试及解决的问题 (18)3.2运行结果 (19)四．课程设计总结 (19)五．参考文献 (20)一．PLC简介1.1 基本结构PLC可编程序控制器实施控制，其实质就是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换与以物理实现。

输入输出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点，同时物理实现也是PLC与普通微机相区别之处，其需要考虑实际控制的需要，应能排除干扰信号适应于工业现场，输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用，所以PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM）、输入输出接口（I/O）电路、通信接口及电源组成。