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智力競賽搶答器設(shè)計
（作者未知） 2010/2/23
[摘要]搶答器在競賽中有很大用處,它能準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第1搶答者。通過搶答器的指示燈顯示、數(shù)碼顯示和警示蜂鳴等手段指示出第1搶答者。本文介紹一種數(shù)字式搶答器的設(shè)計方案,其程序設(shè)計簡單,通過PLC的梯形圖設(shè)計完成,利用SWOPC-FXGP/WIN-C軟件編輯程序，仿真驗證 ,非常適用于多種競賽場合。
[關(guān)鍵詞] PLC 觸摸屏 搶答控制 報警功能 定時功能 數(shù)碼顯示
一、引 言
PLC在我國的應(yīng)用已有二十幾年的歷史，隨著目前生產(chǎn)自動化水平的提高，以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要，PLC其外部電路簡單、模塊化結(jié)構(gòu)、可靠性高，尤其可以通過方便的編制和修改軟件來實現(xiàn)順序控制的功能等特點，在工業(yè)的應(yīng)用中越來越廣泛。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與計算機和通信技術(shù)融為一體。在實際現(xiàn)場，設(shè)備操作方便，管理維護(hù)簡單，能根據(jù)各種突發(fā)事情，做出實時的正確反應(yīng)，在各類競賽中，都離不開搶答器，雖然市場上有許許多多種搶答器，但功能卻各不相同，而所編程序也各不相同，據(jù)此，現(xiàn)以F940GOT觸摸屏和三菱FX2N系列結(jié)合，進(jìn)行程序設(shè)計并仿真驗證,設(shè)計了一款用觸摸屏GOT作為PLC輸入和輸出設(shè)備的搶答器。該搶答器集搶答、聲音警示、燈光指示和計時于一身，而且其編程簡單，容易理解掌握，工作穩(wěn)定可靠，擴(kuò)展性能強。
二、方案論證與比較：與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優(yōu)勢：
1、具有觸摸屏控制的功能。
2、具有得分統(tǒng)計的功能。
3、具有定時功能。
4、具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。
三、總體設(shè)計思路
（一）設(shè)計任務(wù)與要求：
1.設(shè)計內(nèi)容：要求設(shè)計一臺帶觸摸屏并可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。
2.設(shè)計要求：
1) 主持人開始、復(fù)位、搶答指示和得分統(tǒng)計牌在GOT畫面上設(shè)置。搶答器的搶答按鈕、開始指示燈、報警器、LED數(shù)碼管仍用PLC的輸入輸出設(shè)備。
2）搶答器同時供4名選手或4個代表隊比賽，分別用4個按鈕SB1 ~ SB4表示。每桌上設(shè)有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應(yīng)，也分別為SB1，SB2，SB3，SB4。
3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，選手編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示該編號，同時封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)復(fù)位為止。
4)搶答器具有定時搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，電源指示燈亮，定時器開始計時，參賽選手在設(shè)定時間（10S）內(nèi)搶答，搶答有效，編號顯示器上顯示選手的編號，并保持到主持人將系統(tǒng)復(fù)位為止。
5)如果定時搶答時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。并封鎖輸入信號，禁止選手超時后搶答。
6)如果主持人未按下開始搶答按鈕，就開始搶答，屬違例，這時顯示其組號，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。
7）具有得分累計的功能。主持人按下加分鍵，給正確的答題選手加10分。
（二）程序設(shè)計
1智力競賽搶答器控制用PLC和觸摸屏的I/0、內(nèi)部繼電器與外部元件的對應(yīng)關(guān)系見表：
I/O、內(nèi)部繼電器與外部元件對應(yīng)關(guān)系
輸 入 輸 出
名稱 輸入點 名稱 輸出點
1組搶答按鈕SB1 X1 a Y0
2組搶答按鈕SB2 X2 b Y1
3組搶答按鈕SB3 X3 c Y2
4組搶答按鈕SB4 X4 d Y3
開始搶答觸摸鍵 M10 e Y4
重新?lián)尨鹩|摸鍵 M11 f Y5
主持人加分觸摸鍵 M12 g Y6
清零觸摸彩鍵 M13 電源指示燈 Y10
蜂鳴器 Y11
得分累計寄存器 D11~D14
觸摸屏字串指示 M1~M4
2七段碼譯碼表
搶答器顯示電路的作用是發(fā)出搶答位置信號，顯示搶答所在位置。譯碼顯示就是以各搶答位置信號為輸入信號，按表所示的七段碼顯示譯碼表譯碼輸出，驅(qū)動七段數(shù)碼管指示搶答所在位置。
七段碼譯碼表
輸入 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 數(shù)碼顯示
X1 0 0 0 0 0 1 1 0 1
X2 0 1 0 1 1 0 1 1 2
X3 0 1 0 0 1 1 1 1 3
X4 0 1 1 0 0 1 1 0 4
[2]由表可知，要使數(shù)碼管顯示1，必須使Y1、Y2有輸出信號，只要使K2Y0字元件中Y1、Y2二位為1（未完，下一頁）
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