抢答器控制系统设计
抢答器控制系统
1课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务（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S1 ~ S8表示（2）设置一个系统重置、系统停止和抢答控制开关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，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统重置为止。
（4）抢答器具有定时提醒抢答功能，当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，剩余5S时自动有声音和灯光闪烁提醒。
（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重置为止。
（6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统禁止抢答，定时显示器上显示初始时间20s1.2 课程设计的要求（1）思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；（2）单元电路设计，给出具体设计思路和电路；（3）写出设计报告；1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论）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。
现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示功能。
像这类抢答器，制作过程简单，准确性与可靠性高，而且安装维护简单。
对于抢答器的应用，如早期的数字电路，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着有利的方向发展。
PLC课程设计报告-- 抢答器PLC控制系统设计
PLC课程设计报告-- 抢答器PLC 控制系统设计抢答器PLC控制系统设计一：题目要求1．设备概况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体现）、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。
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正、公平、公开。
2．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，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，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。
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，定时显示器上显示00。
3．设计任务1) 根据控制要求，进行抢答器PLC控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
抢答器的PLC控制系统设计
抢答器的PLC控制系统设计PLC（Programmable Logic Controller）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
在现代工业控制系统中，PLC控制器广泛应用于各种各样的自动化过程，包括生产线、机械设备、交通系统等。
对于抢答器这种PLC控制系统的设计，主要需要考虑以下几个方面的内容：硬件设计、软件设计、通信设计和安全设计。
接下来，我将对每个方面进行详细的介绍。
硬件设计是PLC控制系统设计的基础部分。
首先，需要选择适合的PLC控制器，根据系统的需求选择适当的型号和规格。
其次，需要选择适合的输入输出模块，以实现PLC与其他设备的数据交换。
输入模块用于接收信号，比如接收抢答器被按下的信号；输出模块用于控制执行器的动作，比如显示抢答器的亮灯。
此外，还需要考虑电源供电、接线等硬件细节。
软件设计是PLC控制系统设计的核心部分。
PLC的程序设计通常采用ladder diagram（梯形图）或者structured text（结构化文本）等编程语言。
在抢答器的设计中，需要首先定义系统的逻辑控制过程，比如按下抢答器的按钮后，显示相应的亮灯。
然后根据逻辑关系，编写PLC程序，并进行调试。
此外，还需要考虑错误处理、故障检测等软件功能。
通信设计是PLC控制系统设计中的重要一环。
在抢答器的设计中，需要考虑PLC与电脑、显示器等设备之间的通信。
可以通过以太网、串行通信等方式实现数据的传输和控制命令的下发。
此外，还需要考虑通信协议的选择和配置，确保PLC与其他设备之间的正常通信。
安全设计是PLC控制系统设计中至关重要的一部分。
在抢答器的设计中，需要考虑安全控制的设计，包括对电源电压、电流的监控和过载保护，以及人机界面的安全设计，比如紧急停机按钮的设置等。
此外，还需要考虑数据备份和恢复策略，以防止数据丢失和系统崩溃。
综上所述，抢答器的PLC控制系统设计需要考虑硬件设计、软件设计、通信设计和安全设计等方面的内容。
抢答器的设计与制作（五篇范例）
抢答器的设计与制作（五篇范例）第一篇：抢答器的设计与制作抢答器的设计与制作抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路和ＰＬＤ器件设计抢答器的方法。
1抢答器的基本组成及工作原理1.1抢答器的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。
它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。
下面逐一给予介绍。
图1.1抢答器的组成框图（１）开关阵列电路该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。
开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。
（２）触发锁存电路当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
（３）编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。
（４）７段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
（５）数码显示器数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。
本设计提供的为LED数码管。
1.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为８路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。
电路中，Ｒ1～Ｒ8为上拉和限流电阻。
当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电平。
图1.2开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为８路触发锁存电路。
图中，74HC373为8D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经８输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。
五路抢答器的设计
五路抢答器的设计一、硬件设计1. 控制主板：使用一块性能强大的控制主板，如Arduino、Raspberry Pi等，作为整个系统的控制中心。
主板具有多个IO口以及通信接口，能够连接各个模块并进行信息传输和控制。
2.按钮模块：每个参与者都配备一个按钮模块，该模块由一个按钮和一个可编程的LED显示屏组成，按钮用于参与者抢答，显示屏用于显示参与者答案。
3.抢答器主机：由一个大屏幕显示器和一个抢答指示灯构成。
大屏幕显示器用于显示所有参与者的答案，抢答指示灯用于指示当前回答问题的参与者。
4.通信模块：通过无线通信方式，实现各个模块之间的数据传输，包括控制指令的发送和答案的传递。
二、工作原理1.参与者按下按钮后，按钮模块将信号发送给控制主板，表示参与者已经抢答。
2.控制主板接收到信号后，将相应的参与者编号发送给抢答器主机，并点亮相应的抢答指示灯。
3.抢答器主机接收到编号后，将其显示在大屏幕上，同时关闭其他参与者的指示灯。
4.控制主板在一定时间内接收其他参与者的抢答信号，并判断每个参与者的答案是否准确。
5.控制主板根据答案的准确性，将结果发送给抢答器主机并在大屏幕上显示。
6.抢答器主机接收到结果后，将其显示在大屏幕上。
同时，控制主板清空所有按钮模块上的答案，准备下一轮抢答。
三、系统功能1.抢答功能：参与者按下按钮后，系统迅速显示参与者的答案，并将其显示在大屏幕上。
2.准确性判断：控制主板根据预设答案进行比对，判断参与者的答案是否准确，并将结果显示在大屏幕上。
3.交互性强：系统能够实时显示参与者的抢答情况，通过大屏幕和抢答指示灯提供视觉反馈，增加比赛的紧张感。
4.多人同时抢答：系统支持五个参与者同时抢答，保证公平性。
5.结果记录：系统能够记录每轮抢答的参与者和答案，并在大屏幕上显示。
6.灵活性：系统可以根据比赛需要进行扩展，支持更多参与者同时抢答。
四、系统优势1.简单易用：参与者只需按下按钮即可完成抢答，无需进行复杂的设置或操作。
抢答器PLC控制系统设计
抢答器PLC控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种数字化的电气控制系统，广泛应用于工业自动化领域。
它可以通过编程来控制和监测生产过程中的各种设备和传感器，实现自动化、高效率和灵活性。
PLC控制系统设计涉及到多个方面，包括硬件选型、输入/输出（I/O）配置、编程设计和调试等。
下面将详细介绍PLC控制系统设计的关键要点。
首先，硬件选型是PLC控制系统设计的基础。
在选择PLC硬件时，需要考虑以下几个因素：工作环境的温度、湿度和防护等级要求、输入输出点数、通信接口、运算速度和内存容量等。
不同的应用场景和需求会导致选择不同的PLC型号和配置。
其次，I/O配置是PLC控制系统设计的重要部分。
通过正确配置输入输出模块，可以实现与各种传感器、执行器和其他设备的连接。
在进行I/O配置时，需要确定输入和输出点的数量、类型和特性，如数字输入输出、模拟输入输出和专用模块等。
编程设计是PLC控制系统设计中最核心的部分。
PLC编程语言通常包括梯形图（Ladder Diagram）、指令列表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）和结构化文本（Structured Text）等。
根据具体需求，选择适合的编程方式，并按照逻辑关系和操作步骤编写程序。
常见的PLC控制系统设计任务包括：逻辑控制、数据处理、模拟控制和通信等。
逻辑控制任务涉及到判定条件、连续运行和断电保护等。
数据处理任务包括计算、计时和统计等。
模拟控制任务涉及到模拟量输入输出，如温度、压力和流量等。
通信任务包括与上位机、其他PLC和设备的实时通信和数据交换等。
最后，PLC控制系统设计需要进行调试和测试，以确保系统功能正常。
通过在仿真环境中验证程序的正确性，并对系统进行实际运行测试，发现和解决潜在问题。
在调试过程中，可以使用PLC的在线监视和数据采集功能，查看I/O状态、变量值和运行日志等，以便分析和调整程序。
抢答器控制系统设计
纲要之阳早格格创做可编步调统制器(PLC)是一种新式的通用的自动统制拆置,它将保守的继电器统制技能、估计机技能战通讯技能融为一体,其拥有功能强盛、编程简朴、使用便当以及体积小、沉量沉、功耗矮等一系列便宜.本文采与日本三菱公司死产的FX2N型PLC动做核心统制器举止五路抢问器系统的安排，安排了系统结构图、步调指令、梯形图以及输进输出端子的调配规划，正在死存了本初抢问器的基础功能的共时又减少一系列的真用功能并简化其电路结构，其将以其统制便当，机动，只消改变输进PLC的统制步调，即可改变竞赛抢问器的抢问规划，进而使得竞赛不竭完备其公仄、公正性.正在真时检测战自动统制的PLC应用系统中，PLC往往是动做一个核心部件去使用.本安排正是以PLC为核心，该系统不妨真止多人抢问战违例报警的自动隐现.由于PLC 具备稳当性、易收配性、机动性等便宜，故保守问题相比，大大普及了效用战稳当性，有很强的真用价格.关键词汇：PLC;竞赛抢问器目录1 弁止过得！已定义书籍签.1.1 安排脚段11.2 安排意思12 PLC统制系统硬件安排32.1 系统硬件摆设及组成本理32.2 系统输进输出面分解43 PLC统制系统硬件安排63.1 系统I/O天面调配63.2 统制步调过程图安排64 上位机组态监控系统安排114.1 组态监控硬件采用114.2 上位监控系统组态安排1125系统调试及截止分解115.1 系统仿真调试115.2 截止分解过得！已定义书籍签.6安排归纳11参照文件16附录统制步调梯形图171 弁止1.1 安排脚段抢问器，瞅名思义便是用于角逐时，跟对付脚比反当令间，思维运止快缓的新式电器.随着社会科技技能的不竭死少，他的应用场合也随之减少；技能含量大大提下；越收圆即稳当.抢问器被广大用于电视台、商业机构及书籍院，为竞赛删加了刺激性、娱乐性，正在一定程度上歉富了人们的业余死计.本文介绍一种数字式抢问器，能使五个队共时介进抢问,赛场中设有1个裁判台，5个参赛台.总体安排采用三菱PLC统制,抢问收配便当，正在很多的场合皆不妨使用，而且给人的视觉效验非常佳.用PLC举止知识竞赛抢问器安排，其统制机动便当，只消改变输进PLC的统制步调，即可改变竞赛抢问器的抢问规划.PLC智能抢问器与单片机抢问器相比，正在许多圆里皆隐现出劣良性.最先道一下单片机抢问器，所谓单片机系统便是采与暂时商场上的单片机CPU及其余中围芯片，根据分歧系统安排电路板，最后安排成一台浅易的估计机系统，并正在此前提上安排步调以达到所央供的统制功能.那种形式正在80年代海内很流通，然而由于受到自己稳当性及其余圆里的节制，暂时除了仪容上仍旧采与中，正在工业现场的应用已逐步被PLC所代替.1.2 安排意思本文采与日本三菱公司死产的FX2N系列PLC动做核心统制器举止五路抢问器系统的安排，而且安排出了系统结构图、步调指令、梯形图以及输进输出端子的调配规划.共时根据知识竞赛抢问器的统制央供战特性,决定PLC的输进输出调配,并举止现场调试.真止抢问器功能的办法有多种，不妨采与早期的模拟电路、数字电路大概模数混同电路.连年去随着科技的飞快死少，单片机、PLC的应用不竭天走背深进，共时戴动保守的统制检测技能的不竭革新.1.3 安排真质及央供主要安排真质如下：（1）知识竞赛抢问器能使5个队共时介进抢问.（2）设裁判队为裁判台，参赛对付为参赛台.裁判台设有声响战裁判灯，而且设有裁判台开初按钮SB0战裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台抢问按钮以及参赛台灯.1-5号参赛台分别对付应按钮PO1-PO5及参赛台灯LED1-LED5. （3）知识竞赛抢问器能符合以下角逐准则：出题后，各队抢问必须正在裁判道出“开初”并按下裁判台的开初按钮SB0后10S内抢问，并由数码管隐现时间.如提前抢问，抢问器收出“违规”旗号.10S时间到，如无队抢问，则抢问器给出时间已到旗号，该题做兴.正在有队抢问的情况下，则抢问器收出“抢问”旗号，数码管开初计时，并由数码管隐现出抢到题的参照队号，抢到题的队必须正在30S内问完题，如30S内已问完，则做超时处理.（4）灯光与声响旗号的意思如下：[1] 声响喊（响1S）+某台灯明，由某参赛队仄常抢问.[2] 声响喊（响1S）+某台灯明+总台灯明，某参赛队违规.[3] 声响喊（响1S）+裁判台灯明，无人抢问大概问题超时.（5）正在某个题中断后，评判员按下台上的复位按钮SB5，抢问器回复本去的状态，为下一轮抢问做佳准备.各台数字隐现的与消,蜂鸣器声响及指示灯的关断,皆要通过主持人去按下复位按钮.2 PLC统制系统硬件安排2.1 系统硬件摆设及组成本理百般PLC的组成结构基本相共，皆主要由中央处理器（CPU）、存贮器战输进/输出接心等形成.果此，从硬件结构去道，可编程统制器本质上便是估计机，图1是其硬件系统的简化框图.从图中不妨瞅出PLC里里主要部件有: （1）CPU共普遍的微机一般，CPU是PLC的核心.PLC中所摆设的CPU随机型分歧而分歧，时常使用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）战位片式微处理器(如AMD29W等).小型PLC大多采与8位通用微处理器战单片微处理器；中型PLC大多采与16位通用微处理器大概单片微处理器；庞大PLC大多采与下速位片式微处理器.暂时，小型PLC为单CPU系统，而中、庞大PLC则大多为单CPU系统，以至有些PLC中多达8个CPU.对付于单CPU系统，普遍一个为字处理器，普遍采与8位大概16位处理器；另一个为位处理器，采与由各厂家安排制制的博用芯片.字处理器为主处理器，用于真止编程器接心功能，监视里里定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对付系统总线战位处理器举止统制等.位处理器为从处理器，主要用于处理位收配指令战真止PLC编程谈话背呆板谈话的变换.位处理器的采与,普及了PLC的速度，使PLC更佳天谦脚真时统制央供.（2）死存器PLC的死存器包罗系统死存器战用户死存器二种.系统死存器用于存搁PLC 的系统步调，用户死存器用于存搁PLC的用户步调.当前的PLC普遍均采与可电揩除的E2PROM死存器去动做系统死存器战用户死存器.（3）输进输出组件（I/0模块）PLC的输进接心电路的效用是将按钮、路程开关大概传感器等爆收的旗号输进CPU；PLC的输出接心电路的效用是将CPU背中输出的旗号变换成不妨启动中部真止元件的旗号，以便统制交战器线圈等电器的通、断电.PLC的输进输出接心电路普遍采与光耦合断绝技能，不妨灵验天呵护里里电路.输进的开关量旗号接正在IN端战0V端之间，PLC里里提供24V电源，输进旗号通过光电断绝，通过R/C滤波加进CPU统制板，CPU收出输出旗号至输出端.PLC输出有三种型式：继电器办法、晶体管办法战晶闸管办法.（5）编程器编程器是用于用户步调的体例、编写、调试查看战监视等.还不妨通过其键盘去调用战隐现PLC的一些里里状态战系统参数.它通过通讯端心与CPU通联，完毕人机对付话对接.编程器上有供编程用的百般功能键战隐现灯以及编程、监控变换开关.编程器的键盘采与梯形图谈话键符式下令谈话帮记符，也不妨采与硬件指定的功能键符，通过屏幕对付话办法举止编程.编程器分为浅易型战智能型二类.前者只可连机编程，而后者既可连机编程又可脱机编程.共时前者输进梯形图的谈话键符，后者不妨间接输进梯形图.根据分歧档次的PLC产品选配相映的编程器.（6）中部设备及电源普遍PLC皆配有盒式录音机、挨印机、EPR0M写进器、•下辨别率屏幕乌色图形监控系统等中部设备.PLC普遍使用220V接流电源大概24V曲流电源，里里的开关电源为PLC的中央处理器、死存器等电路提供5V、12V、24V曲流电源，使PLC能仄常处事.图1 硬件系统的简化框图2.2 系统输进输出面分解本次安排的是五人抢问器.起码需要一个总台复位按钮，一个总台开初按钮，五个分台按钮，一共七个输进统制面.还需要一个总台声响，一个总台灯，五个分台灯，一共七个输出统制面.而后，另有七段隐现器，需要使用八个输出面.所以一共需要使用七个输进面，十五个输出面.2.3PLC选型正在举止安排时咱们要留一定的余量，便当变动安排大概者扩展，果此咱们通过统计所要的输进战输出的面数，通过采用对付比，咱们采用了三菱FX2N-32MR型PLC.它具备很多便宜：内置的集乐成能、强盛的通疑本收战品种歉富的扩展模块等，它也正是借帮那些便宜成为FX系列PLC家属中较进步的系列之一.FX不妨用于代替继电器统制系统真止单机运止，也不妨真止搀纯的自动化统制系统.极强的通疑本收使得它正在搜集统制系统中也收挥着要害效用；而且能符合天下各国分歧的电源以及谦脚单个需要的洪量特殊功能模块.FX2N-32MR也以其极下的性价比，正在尔国占有很大的商场份额.2.4系统硬件接线图安排系统硬件接线图如图2所示：图2 系统硬件接线图3 PLC统制系统硬件安排3.1 系统I/O天面调配PLC天面电气标记功能证明X000 P06 按钮6X001 P01 按钮1X002 P02 按钮2X003 P03 按钮3X004 P04 按钮4X005 P05 按钮5X010 P07 按钮7Y000 FMQ 蜂鸣器Y001 LED 指示灯Y002 LED 指示灯表1 PLC统制系统I/O调配表3.2统制步调过程图安排本次安排抢问器统制步调过程图如图3所示：图3 步调过程图3.3统制步调时序图安排本次安排抢问器统制步调时序图如图4所示：图4 统制步调时序图3.4PLC统制步调安排本次抢问器步调安排步调表述如下：（1）最先先画出“应问应许”“应问时限”“问题时限”等收路.如图5、图6所示：图5 应问应许与应问时限收路图6 问题时限收路（2）安排各分台灯梯形图.各分台灯开用条件串进M2的常关触面体现了抢问器的一个基根源基本则：竞时启锁，正在已有人的抢问之后按按钮是无效的.梯形图如图7所示：图7 分台灯梯形图（3）安排总台灯梯形图.总台灯的处事条件含有四个分收.如图8所示：图8 总台灯梯形图（4）安排总台声响梯形图.总台声响梯形图为了收缩声响的时间（设定为1S），正在影像的输出条件中加进了开用旗号的脉冲处理关节.如图9所示：图9 声响梯形图（5）安排七段隐现器梯形图.需要用七段译码指令去完毕.如图10所示：图10 七段隐现器梯形图（6）末尾办理复位功能.思量到主控触面指令具备使主控触面后的所有开—保—停电路输出中止的效用，将主控触面M0及相关电路加正在已安排佳的梯形图前部.如图11所示：图11 主控触面梯形图4 上位机组态监控系统安排4.1 组态监控硬件采用果为PLC采用的是三菱FX2NPLC，所以不妨采用使用MCGS组态硬件大概者是GT组态硬件，为了便当监控使用，正在那里尔采用了三菱GT组态硬件去举止上位机组态监控系统的安排.三菱触摸屏编程硬件GT Designer 3是用于三菱电机自动化GOT1000系列图形收配末端的画里安排硬件，而且集成有GT Simulator3仿真硬件，具备仿真模拟的功能. GT Designer3 举止工程战画里创修、图形画制、对付象摆设战树坐、大众树坐以及数据传输等的硬件. GT Simulator3 是正在PC机上模拟GOT运止的仿真硬件.4.2上位监控系统组态安排最先，尔先使用GT修坐一个画里，动做尾页.正在尾页上写上“欢迎使用抢问器”等字，去动做一个开初页里，并搁上一个覆盖齐页里的画里切换开关，使其不妨切换至画里2.效验图如图12所示：图12 尾页效验图而后，再新修一个画里2，动做抢问器的收配页里，正在上头搁上相映的位开关元件，指示灯元件.果为不蜂鸣器那个元件，所以声响的状态变更用一个指示灯去代替.并将相映的硬元件天面一一对付应输进.效验图如图13所示：图13 抢问器收配页效验图4.3真止效验完毕上位机组态监控系统的安排，该安排需要真止安排央供的效验.当开初键不按下时，一至五号抢问键任性按下，对付应的分台灯明，总台灯明，声响处事1S，也便是对付应声响的指示灯明1S.当按下开初键后，10S内出人按下一至五号按钮，总台灯明，声响处事1S.当按下开初键，有人按键问题，对付应的分台灯明，超出30S不问对付，则总台灯明，声响处事1S.每一次收配皆必须按复位键才搞复位，沉新开初处事.5 系统调试及截止分解5.1 系统仿真调试利用GT组态硬件的仿真功能去举止仿真调试以及上位机的监控.最先挨开所有的需要挨开的硬件，加进仿真调试状态.而后加进GT仿果然收配页，依照需要真止的央供，一一举止仿真调试.先考证主持人不按下开初，抢问报警的效验.对付应的分台灯明，总台灯明，声响处事1S.效验图如图14所示：图14 抢问违例效验图而后考证主持人按下开初，出人抢问的情况.效验如图15所示：图15 无人应问效验图再考证主持人按下开初，有人问题，然而问题超时的情况.效验图如图16所示：图16 问题超真效验图5.2截止分解末尾仿真截止达到了安排的央供，完毕了那次抢问器的安排.然而是果为GT组态硬件仿真，不收援七段码译码指令SEGD,所以不办法正在仿真中调试将七段隐现器仿真出去，有面可惜.不过仍旧圆谦的完毕了安排任务.6安排归纳通过一段时间的课程安排，正在雷教授的戴收下，咱们介进了安排的各个圆里的计划战动脚试验，赢得了贵沉的体味，也教到了很多知识.可编程统制器那门课程是一门试验性很强的教科，试验关节至关要害.惟有通过安排，举止本质收配，才搞教通教透可编步调统制器技能.正在搞课程安排的组态安排时，由于抢问器系统波及到的统制变量较多，需要对付每个变量举止定义战编程，要思量函数定义的典型战它所对付应的PLC步调中的端心号.开初编程的时间果为思量不周齐，总会拾掉一些变量条件，大概是变量定义典型分歧过得，组态运止常常波折，通过多次矫正战调试，步调毕竟运止乐成.咱们本本以为自己已基础掌握的物品，大概许只是是一些菲薄的表面大概是总体的一个正里，如果不完备的试验感受，是创制不了那些问题的.那次课程安排给了咱们一个很佳的机会去教习那些书籍本上不克不迭教到的知识，删少了咱们的睹识，使咱们对付安排收配有了一定的曲瞅认识，深刻感受到“纸上得去末觉浅，绝知此事要躬止”的真真含意.参照文件[1] 电气统制与可编程统制器技能[M].史国死，化教工业出版社.[2] 可编程统制器教程[M].王兆义,板滞工业出版社.[3] 可编程统制器本理与应用[M].赵燕，周新修，北京大教出版社.[4]可编程统制器本理及应用教程[M].孙振强.北京：浑华大教出版社[5] PLC编程及应用[M]. 廖常初.北京：板滞工业出版社,2005.[6] 可编程统制器应用技能[M].胡教林.北京：下等培养出版社,2001.[7] 模拟电子技能前提[M].沈任元.北京：板滞工业出版,2000.6.[8] PLC电气统制与组态安排[M].王宇.北京：电子工业出版社，2010[9]三菱FX系列可编步调统制器编程脚册[M].三菱公司编,2001.[10]电气统制与PLC真训教程[M].阮友德.北京：群众邮电出版社，2006.[11]三菱可编步调统制器使用脚册[M]. 三菱公司编,1999.附录统制步调梯形图。
智能抢答器的设计(DOC)
智能抢答器的设计(DOC)智能抢答器的设计(DOC)摘要本文介绍了智能抢答器的设计。
智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够根据抢答者的手势或声音实时判断并记录抢答者的答题顺序和正确率。
本文详细描述了智能抢答器的硬件和软件设计方案，并对其功能和性能进行了评估。
1. 引言智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够实时记录抢答者的答题顺序和正确率，为比赛管理和评价提供便利。
传统的抢答器主要依靠人工判断和手动记录，存在不准确、效率低等问题。
本文基于计算机视觉和语音识别技术设计了一种智能抢答器，能够实时准确地判断抢答者的答题行为，提高抢答竞赛的公正性和效率。
2. 硬件设计智能抢答器的硬件设计主要包括摄像头模块、麦克风模块和连接器。
摄像头模块用于捕捉抢答者的手势动作，经过图像处理和分析后得到抢答者的答题行为。
麦克风模块用于收集抢答者的声音，并通过语音识别算法判断答题内容的正确性。
连接器用于将智能抢答器与主控制器等外部设备进行连接，实现数据传输和控制。
3. 软件设计智能抢答器的软件设计主要包括图像处理算法、语音识别算法和控制逻辑。
图像处理算法用于分析摄像头捕捉到的图像，提取关键特征并判断抢答者的手势动作。
语音识别算法通过分析麦克风收集到的声音，判断答题内容的正确性。
控制逻辑负责协调硬件模块之间的工作，实时判断抢答者的答题顺序和正确率。
4. 功能介绍智能抢答器具有以下功能：- 实时判断抢答者的答题顺序和正确率；- 自动记录抢答者的答题情况，并竞赛结果报告；- 支持多种抢答方式，包括手势抢答、声音抢答等；- 可与外部设备进行连接，实现数据传输和控制。
5. 性能评估本章对智能抢答器的性能进行评估。
通过对抢答者进行实时测试，记录抢答顺序和正确率，与人工判断结果进行对比，评估智能抢答器的准确性和稳定性。
实验结果表明，智能抢答器在判断抢答者的答题行为方面具有较高的准确性和实时性。
6. 总结智能抢答器是一种用于比赛、竞赛等场合的设备，能够实时判断抢答者的答题顺序和正确率，提高抢答竞赛的公正性和效率。
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摘要可编程序控制器(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,其拥有功能强大、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。
本文采用日本三菱公司生产的FX2N型PLC作为核心控制器进行五路抢答器系统的设计，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。
在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用。
本设计正是以PLC为核心，该系统可以实现多人抢答和违例报警的自动显示。
由于PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等优点，故传统答题相比，大大提高了效率和可靠性，有很强的实用价值。
关键词：PLC;竞赛抢答器目录1 引言................................................................. 错误！未定义书签。
1.1 设计目的 (1)1.2 设计意义 (1)1.3 设计内容及要求 (1)2 PLC控制系统硬件设计 (3)2.1 系统硬件配置及组成原理 (3)2.2 系统输入输出点分析 (4)2.3 PLC选型 (4)2.4 系统硬件接线图设计 (5)3 PLC控制系统软件设计 (6)3.1 系统I/O地址分配 (6)3.2 控制程序流程图设计 (6)3.3 控制程序时序图设计 (7)3.4 PLC控制程序设计 (8)4 上位机组态监控系统设计 (11)4.1 组态监控软件选择 (11)4.2 上位监控系统组态设计 (11)4.3 实现效果 (12)5 系统调试及结果分析 (11)5.1 系统仿真调试 (11)5.2 结果分析................................................... 错误！未定义书签。
6 设计总结 (11)参考文献 (16)附录控制程序梯形图 (17)1 引言1.1 设计目的抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。
随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。
抢答器被广泛用于电视台、商业机构及学校，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。
本文介绍一种数字式抢答器，能使五个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，5个参赛台。
总体设计选用三菱PLC控制,抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。
用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制灵活方便，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。
PLC智能抢答器与单片机抢答器相比，在许多方面都显示出优越性.首先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以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及其它方面的限制，目前除了仪表上仍然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。
1.2 设计意义本文采用日本三菱公司生产的FX2N系列PLC作为核心控制器进行五路抢答器系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC的输入输出分配,并进行现场调试。
实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。
近年来随着科技的飞速发展，单片机、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。
1.3 设计内容及要求主要设计内容如下：（1）知识竞赛抢答器能使5个队同时参加抢答。
（2）设裁判队为裁判台，参赛对为参赛台。
裁判台设有音响和裁判灯，并且设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。
1-5号参赛台分别对应按钮PO1-PO5及参赛台灯LED1-LED5。
（3）知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB0后10S内抢答，并由数码管显示时间。
如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。
10S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。
在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在30S内答完题，如30S内未答完，则作超时处理。
（4）灯光与音响信号的意义如下：[1] 音响叫（响1S）+某台灯亮，由某参赛队正常抢答。
[2] 音响叫（响1S）+某台灯亮+总台灯亮，某参赛队违规。
[3] 音响叫（响1S）+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。
（5）在某个题结束后，裁判员按下台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。
各台数字显示的消除,蜂鸣器音响及指示灯的关断,都要通过主持人去按下复位按钮。
2 PLC控制系统硬件设计2.1 系统硬件配置及组成原理各种PLC的组成结构基本相同，都主要由中央处理器（CPU）、存贮器和输入/输出接口等构成。
因此，从硬件结构来说，可编程控制器实际上就是计算机，图1是其硬件系统的简化框图。
从图中可以看出PLC内部主要部件有:（1）CPU同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。
PLC中所配置的CPU随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等)。
小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8个CPU。
对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片。
字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。
位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。
位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。
（2）存储器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。
系统存储器用于存放PLC的系统程序，用户存储器用于存放PLC的用户程序。
现在的PLC一般均采用可电擦除的E2PROM存储器来作为系统存储器和用户存储器。
（3）输入输出组件（I/0模块）PLC的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入CPU；PLC的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
PLC的输入输出接口电路一般采用光耦合隔离技术，可以有效地保护内部电路。
输入的开关量信号接在IN端和0V端之间，PLC内部提供24V电源，输入信号通过光电隔离，通过R/C滤波进入CPU控制板，CPU发出输出信号至输出端。
PLC输出有三种型式：继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。
（5）编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。
还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。
它通过通讯端口与CPU联系，完成人机对话连接。
编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯以及编程、监控转换开关。
编程器的键盘采用梯形图语言键符式命令语言助记符，也可以采用软件指定的功能键符，通过屏幕对话方式进行编程。
编程器分为简易型和智能型两类。
前者只能连机编程，而后者既可连机编程又可脱机编程。
同时前者输入梯形图的语言键符，后者可以直接输入梯形图。
根据不同档次的PLC产品选配相应的编程器。
（6）外部设备及电源一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、•高分辨率屏幕彩色图形监控系统等外部设备。
PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常工作。
图1 硬件系统的简化框图2.2 系统输入输出点分析本次设计的是五人抢答器。
至少需要一个总台复位按钮，一个总台开始按钮，五个分台按钮，一共七个输入控制点。
还需要一个总台音响，一个总台灯，五个分台灯，一共七个输出控制点。
然后，还有七段显示器，需要使用八个输出点。
所以一共需要使用七个输入点，十五个输出点。
2.3 PLC选型在进行设计时我们要留一定的余量，方便更改设计或者扩展，因此我们通过统计所要的输入和输出的点数，经过选择对比，我们选择了三菱FX2N-32MR型PLC。
它具有很多优点：内置的集成功能、强大的通信能力和品种丰富的扩展模块等，它也正是借助这些优点成为FX系列PLC家族中较先进的系列之一。
FX 可以用于替代继电器控制系统实现单机运行，也可以实现复杂的自动化控制系统。
极强的通信能力使得它在网络控制系统中也发挥着重要作用；并且能适应世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块。
FX2N-32MR也以其极高的性价比，在我国占有很大的市场份额。
2.4 系统硬件接线图设计系统硬件接线图如图2所示：图2 系统硬件接线图3 PLC控制系统软件设计3.1 系统I/O地址分配PLC控制系统I/O分配表如表1所示：PLC地址电气符号功能说明表1 PLC控制系统I/O分配表3.2 控制程序流程图设计本次设计抢答器控制程序流程图如图3所示：开始工作按键抢答按键抢答主持人是否按开始？YESNO没抢答YES答题没答题答题分台灯亮音响报警1s ，总台灯亮计时30s复位音响报警1s ，总台灯亮复位计时10s复位答题分台灯亮，音响报警1s ，总台灯亮复位图3 程序流程图3.3 控制程序时序图设计本次设计抢答器控制程序时序图如图4所示：图4 控制程序时序图3.4 PLC 控制程序设计本次抢答器程序设计步骤表述如下：（1）首先先绘出“应答允许”“应答时限”“答题时限”等支路。
如图5、图6所示：图5 应答允许与应答时限支路图6 答题时限支路（2）设计各分台灯梯形图。
各分台灯启动条件串入M2的常闭触点体现了抢答器的一个基本原则：竞时封锁，在已有人的抢答之后按按钮是无效的。
梯形图如图7所示：图7 分台灯梯形图（3）设计总台灯梯形图。
总台灯的工作条件含有四个分支。
如图8所示：图8 总台灯梯形图（4）设计总台音响梯形图。
总台音响梯形图为了缩短音响的时间（设定为1S），在印象的输出条件中加入了启动信号的脉冲处理环节。