1、四組搶答器的設計設計要求：設計一個4組搶答器，即有4組選手，一位主持人。主持人有一個開始答題按鈕，一個系統復位按鈕。如果主持人按下開始答題按鈕后，開始計時，時間在數碼管上顯示，在8秒內仍無選手搶答，則系統超時指示燈亮，此后不能再有選手搶答；若有人搶答，優先搶到者指示燈亮，選手序號在數碼管上顯示，（不再顯示時間）其他選手按鈕不起作用。弱主持人未按下開始按鈕，有選手搶答，則犯規指示燈亮并閃爍，同時選手序號在數碼管上顯示，其他選手按鈕不起作用。所有各種情況，只要主持人按下復位按鈕，系統回到初始狀態。搶答器的示意圖如下：CPU226第一組第二組第三組第四組犯規指示燈超時指示燈開始按鈕復位按鈕顯示數碼管

2、abcgdfe系統整體分析分析設計要求可知，該搶答系統的輸入量有4位搶答選手的按鈕輸入信號，主持人的開始按鈕輸入信號和復位輸入信號。輸出量有各個指示燈（共六個）和數碼管字段碼輸出信號。現將I/O分配如下：輸入量SB0/I0.0SB1/I0.1SB2/I0.2SB3/I0.3SB4/I0.4SB5/I0.5輸出量指示燈HL0.1/Q0.1HL0.2/Q0.2HL0.3/Q0.3HL0.4/Q0.4HL0.5/Q0.5HL0.6/Q0.6數碼管a/Q1.0b/Q1.1c/Q1.2d/Q1.3e/Q1.4f/Q1.5g/Q1.6備注：該系統數碼管采用共陰數碼管。對于該搶答器系統，將之拆分為各個模塊，

3、主要有：1.復位與置位模塊：該模塊可以通過RS觸發器來實現。2.倒數計時與顯示模塊倒數計時功能可以通過定時器實現，系統要求時間為8秒，可以選用T40（單位為100ms）的定時器實現，初值設定為80。倒數計時的顯示可以根據時間預設變量來進行計算生成相應的字段碼送給SEG顯示模塊來實現。3.指示燈響應模塊該模塊包括組號指示燈響應，犯規指示燈響應，超時指示燈響應。可以根據主持人是否按下開始按鈕，是否超時，和組員搶答等情況來編寫相應的程序。4.組號顯示模塊該模塊根據選手搶答狀態，將相應的選手號碼轉換為字段碼送到PLC與數碼管相連的輸出口，可以通過PLC自帶的SEG算法實現，也可以通過MOV指令將相應的

4、字段碼發送到輸出端，顯示相應的組號。是否超時START是否按開始按鈕是否有人搶答顯示倒數計時相應組號燈亮超時指示燈亮顯示相應組號是否按復位鍵是否有人搶答犯規指示燈亮NYNYNYYNYN系統流程圖系統模塊聯系圖復位置位模塊倒數計時模塊數字顯示模塊復位復位復位置位置位搶答開關信號倒數變量值搶答開關信號指示燈模塊系統原理圖備注：以上為用單片機系統對應PLC系統的示意圖。對應關系如下：輸入量P1.0/I0.0P1.1/I0.1P1.2/I0.2P1.3/I0.3P1.4/I0.4P1.5/I0.5輸出量指示燈P1.1/Q0.1P1.2/Q0.2P1.3/Q0.3P1.4/Q0.4P1.5/Q0.5P1

5、.6/Q0.6數碼管P3.0/Q1.0P3.1/Q1.1P3.2/Q1.2P3.3/Q1.3P3.4/Q1.4P3.5/Q1.5P3.6/Q1.619系統主要模塊介紹1. 復位置位模塊：該模塊是由網絡1與網絡8構成。采用RS觸發器進行置位和復位功能，在沒有人提前搶答的情況下，主持人按下開始按鈕，系統被置位；按下復位按鈕后，通過網絡8對系統復位，復位置位信號由RS觸發器體現。2.倒數計時顯示模塊：11該模塊通過網絡2和10，在沒有任何搶答信號的情況下，由定時器T38變量的值參與計算，首先做16位整數相除的運算，然后用8和得到的結果相減（為了顯示倒數計時），再將得到的VW型數據轉換為VB型數據送到

6、和數碼管SEG相連的輸出口QB1，從而顯示倒數計時。2. 指示燈響應模塊第一部分：該模塊分普通搶答響應和犯規響應，以上為搶答響應，在系統被置位后，沒有超時的情況下，該模塊將對選手的搶答信號做出相應的動作，該模塊主要部分采用互鎖形式連接，故只對最先搶答的選手做出相應，點亮相應組號的燈。第二部分：該部分是對選手的犯規情況做出相應，是由網絡5和7共同完成的：當系統沒有置位而有選手搶答時，將在M0.1M0.4中產生犯規信號，從而出發網絡7中的犯規指示燈，通過PLC自帶的SM0.5特殊寄存位（系統自帶時鐘脈沖，每0.5s翻轉一次）從而時犯規指示燈閃爍。4.選手序號顯示模塊該模塊和倒數計時顯示算法有所區別

7、：是通過指示燈響應模塊發出的信號，將相應組號數字對應的字段碼（共陰數碼管）發送到與SEG連接的端口QB1，從而顯示組號系統源程序11系統符號表系統工作原理系統的工作按照流程圖進行（在任何時候按下復位鍵，系統均可立即復位），具體過程不再說明，以下把幾個重點聲明一下：1該系統通過RS觸發器實現置位與復位：通過開始按鈕SB0（I0.0）置系統為開啟狀態，并且通過常閉的M0.1M0.4使系統在非法狀態下（有選手提前搶答）關閉定時器，保證在此情況下現實犯規組號。該系統通過SB5（I0.5）進行復位。2當系統置位后，在沒有選手犯規的情況下（Q0.1Q0.4輸出無效電平）且定時器8秒及時沒有溢出時，對選手的

8、搶答信號進行響應。3當定時器正常工作時，在8秒內若沒有選手搶答， Q0.6輸出有效電平，點亮超時指示燈，必須通過復位按鈕才能重置系統。若有選手搶答，通過SEG模塊在數碼管上現實相應的組號，即當選手搶答時，相應的SEG顯示模塊處于使能有效狀態，此時將相應的組號數字轉換為字段碼送到SEG模塊顯示組號。當選手犯規時，顯示組號的原理與此相同。4若選手犯規，點亮犯規指示燈，并通過SM0.5閃爍顯示。此時必須按復位鍵復位系統。通過SB5（I0.5）（網絡8）使PLC的寄存器（M0.1M0.4）以及輸出口（Q0.1Q0.6;Q1.0Q1.6）恢復到初始狀態。6在顯示倒數計時的過程中，當選手搶答時，程序應無條

9、件跳轉（通過網絡9和11），否則Q1.0Q1.6中的內容將與SEG輸出數據沖突，無法正常顯示倒數計時或組號。、實踐總結本次課程設計與搶答器相關，其中應用到西門子S7 200系列PLC的基本指令：常開觸點，常閉觸點，SEG顯示，數據傳送，置位，復位等。是一個綜合性較強的設計項目。本次課程設計的內容比較簡單，參考了一下書上的源程序后，發現有兩處小錯誤：1.設計要求在有選手犯規的情況下，犯規燈閃爍。而書上的參考程序是在超時的情況下讓超時燈閃爍。2.計時的8秒書上只有7秒，只顯示17秒，應顯示07秒。此外參考程序實現即時顯示功能的算法過于繁瑣，因此我加以改進。此外，計時功能書上是正數的，我是實現的倒數計時，更符合實際情況。在設計的過程中，閃爍這個問題比較有意思。之前我有4種算法：1.利用兩個交替工作的定時器實現閃爍功能。2.利用一個定時器和一個T觸發器實現功能。3.利用系統自帶的SM0.5時鐘脈沖實現功能。4.利用定時器中斷實現該功能。最后我選用了最為方便的系統時鐘脈沖功能實現指示燈的閃爍。同時也發現S7 200系列的PLC內部不支持T觸發器。在設計結束后再來考慮這個問題可以發現，用梯形圖設計程序雖然簡單直觀，但是修改起來比較麻煩。比如要設計一個八位搶答器，那么要在原來的基礎上進行很大的改動。和C語言等其他的高級語言相比，有很多局限性。另外西門子S7 200系列的PLC