PLC抢答器(完结版本)

儿童、教授对决赛抢答器1菏泽学院蒋震机电工程学院菏泽学院本科生课程设计（论文）任务书设计（论文）题目儿童教授对决赛抢答器院、系专业蒋震机电工程学院自动化学生姓名门学明学号201017165矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。指导教师姓名侯建华职称副教授设计（论文）的主要内容（技术指标）与要求：主要内容：抢答器是在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观的判断出抢答者的机器。要求：1.调研，查阅资料，分析比较，确定方案；2.对硬件系统的设计，并完成外部接线；3.对软件系统的设计，并完成调试；4.编写设计说明书。进度安排：第1天调研，收集资料（书籍和案例），撰写开题报告；第2天总体方案设计；第3天系统的调试（包括测试）和修改；第4天整理并撰写毕业设计说明书，完成初稿；第5天经老师审阅后修改毕课程设计说明书；院、系意见：年月日注：1.任务书由指导老师填写.2.任务书必须在第七学期第13周前下达给学生PLC课程设计2目录课程设计任务书……………………………………………………………………1儿童、教授对决赛抢答器…………………………………………………………2摘要…………………………………………………………………………………2关键词………………………………………………………………………………2Children，ProfessorfinalsResponde…………………………………………………2聞創沟燴鐺險爱氇谴净。ABSTRACT…………………………………………………………………………2Keywords……………………………………………………………………………21课程设计目的………………………………………………………………………31.1课程设计使用的仪器和器件…………………………………………………31.1.1定时器………………………………………………………………………41.1.2三极管………………………………………………………………………51.2PLC的简介……………………………………………………………………1.3PLC的特点………………………………………………………………………2课程设计方法和内容………………………………………………………………72.1封锁电路………………………………………………………………………72.2定时电路………………………………………………………………………92.3报警电路……………………………………………………………………102.4.程序源代码………………………………………………………………133儿童、教授对决赛抢答器总电路图…………………………………………4系统功能调试…………………………………………………………………5参考文献……………………………………………………………………16儿童、教授对决赛抢答器3儿童、教授对决赛抢答器自动化专业学生门学明指导教师侯建华摘要：抢答器是在知识竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观的判断出抢答者的机器。通过抢答者所处位置的指示灯显示、语音提醒、数字显示、警示显示等手段筛选出抢答违规者或一个抢答成功者。此设计一个抢答器，在抢答比赛中，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开始后方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：封锁电路定时电路三极管Children，ProfessorfinalsResponderStudentmajoringinAutomationmajormenxuemingTutorhoujianhuaABSTRACT：Responderisaknowledgecontest,sportsandentertainmentactivities(Responderactivities)inanaccurate,fairandintuitivedeterminetheanswerinthosemachines.Answerbylocationthroughthelightsdisplay,voicereminders,digitaldisplay,warningdisplayandotherillegalmeanstofilterouttheanswerorananswerwinner.Thedesignofaresponderresponder,inthegame,childrentwocontestantsandanybuttoncanhaveateamofpeople,students.Professortwopeopletoparticipateinthecompetitionandthetwopeopleatthesametimebuttontograb.Themoderatorannouncedbeforebytheanswerbutton.Thehostsetresetbutton,grabandviolationbythelampindicator.Somepeoplehavealuckyballrotation,violationwhenthesirens酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Keywords：BlockingcircuitTimingcircuitTransistor彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。PLC课程设计4方案设计与论证抢答器的基本工作原理：1、当主持人按下“开关”按钮后，选手可以通过按按钮的快慢来决定由谁来回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上并伴有响声。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2、此后选手输入被锁住，如果主持人按下复位键则编号显示处不作任何显示。3、然后主持人就按下计时开关，选手开始作答，作答的时间少于60秒，以倒数的方式进行，而且通过显示屏把时间显示出来。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。4、当选手作答仅剩10秒时，开始通过喇叭响来做提示。如果到了显示“00”时，计时器不再进行倒数而停留在“00”状态。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。5、此时选手仍没有作答成功，则主持人会对该选手进行减分处理，如果在“00”之前作答成功则加分，分数也是通过计分器显示出来。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。6、之后主持人按下开关，所有的显示及工作状态回到初始状态以便进行下一次答题。原理框架图（图1）主持人选手抢答声音提示记分器控制电路定时电路显示时间封锁电路编码器台号显示儿童、教授对决赛抢答器5图1.原理框架图方案一、对照上面原理框架图，各个主要的部分选用对应功能的芯片进行设计，如果在仿真时没能找到相应的芯片则用相近的。比如在选手抢答时的输入用74148优先编码器进行编码让一个输入有效，并用七段显示译码器显示出台号。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。方案二、对照框架图，选用各种逻辑站以及相关的逻辑函数进行设计，编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码，并通过逻辑函数表达式的方式输入到显示译码器中让其显示出来。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。通过比较可以得出方案一更可行，理由在于芯片组上集成的功能要强大些，且用的元器件的数目会相对少一些这样会更美观而且不容易出错。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1课程设计目的一、设计内容与要求设计抢答器，在某抢答比赛，儿童二人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。主持人宣布开始后方可按抢答按钮。主持人台设复位按钮，抢得及违例由各分台灯指示。有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。本设计为四人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，并用声、光指示；主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时；擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.1课程设计使用的仪器和器件1.1.1定时器555定时器内部结构的简化原理图如下，它由3个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电BJT以及缓冲器G组成。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。定时器的主要功能取决于比较器的输出控制RS触发器和放电BJTT的状态。图中Rd为复位输入端，当Rd为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出Vo为低电平。因此在正常工作时，应将其接高电平。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。PLC课程设计6图1.1555结构原理图由图可知，当5脚悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3Vcc和1/3Vcc。当VI12/3Vcc，VI21/3Vcc时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器被置0，放电三极管T导通，输出端Vo为低电平。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。当VI12/3Vcc，VI21/3Vcc时，比较器C1输出高电平,比较器C2输出输出低电平，基本RS触发器被置1，放电三极管截止，输出端Vo为高电平。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。当VI12/3Vcc，VI21/3Vcc时，基本RS触发器R=1、S=1，触发器状态不变，电路以保持原状态不变。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。表1.1555功能表输入输出阀值输入（VI1）R出发输入（VI2）S复位（Rd）输出（Vo）放电管T××00导通2/3Vcc11/3Vcc011截止2/3Vcc01/3Vcc110导通2/3Vcc11/3Vcc11不变不变1.1.2三极管在这次设计的用于竞赛的抢答器，电路图时很简单，组成器件应该说都是数电和模电中很常见的。关于模电中用到的器件主要是三极管、发光二极管以及电容等。在模电中主要学习了三极管的放大功能和开关作用，而在这次设计的电路中，主要是运用了三极管的开关作用。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。儿童、教授对决赛抢答器7Q?2N3904三极管的三种工作状态：1当0VBE、0VBC、ICβIB三极管正向导通，此时工作在放大状态；2当0VBE、0VBC、IBIC/β时，三极管工作在保和区；3当0VBE、0VBC时，三极管工作在截止区。其中三极管的开关作用就是利用了它的2、3两点性质。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。而这次主要用到的器件都是来自数电中，比如：触发器、逻辑门、译码器、数码管以及555定时器等。而在使用中各个器件也不是独立工作。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。CJQNCLRKQUJK0JK出触发器如图功能有：⑴主从JK触发器具有置位、复位、保持（记忆）和计数功能；⑵主从JK触发器属于脉冲触发方式，触发翻转只在时钟脉冲的负跳变沿发生；⑶不存在约束条件，但存在一次变化现象。⑷产生一次变化的原因是因为在CP=1期间，主触发器一直在接收数据，但主触发器在某些条件下（Q=0，CP=1期间J端出现正跳沿干扰或Q=1，CP=1期间K端出现正跳沿干扰），不能完全随输入信号的变化而发生相应的变化，以至影响从触发器状态与输入信号的不对应。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。此次用3个JK触发器主要是构成三位二进制倒计时器计数器，其中前一个JK触发器的Qn端接下一个JK触发器CP端。CLR接主持人控制端。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。RESETVCCGND1TRIG2OUT34CVOLT5THOLD6DISCHG78U1555集成555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在一起的中规模集成电路,图5.1NPN三极管图5.2JK触发器管图5.3555定时器PLC课程设计8因集成电路内部含有3个5千欧电阻而得名,在控制、定时、检测、放声、报警等方面有着广泛的应用。而这次是将555够成一个多谐振荡器。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4CLK3D21Q5Q6CLRPRU?A54AC74FMQBD触发器如图，其功能有：⑴D触发器具有接收并记忆信号的功能，又称为锁存器。⑵D触发器属于脉冲触发方式。⑶D触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰性能强，工作速度快。而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。综上所述可知在本次设计的电路中，RS边沿D触发器有四个，其作用是用来锁存非最先抢答者的抢答信号。而三个JK触发器则是构成了一个减法计数器且和555定时器一起使用，形成一个倒计时器，55