【導讀】實現(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機、PLC的應用不斷地走向深入，同時。帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術的不斷更新。本文采用本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR型。指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案。同時根據(jù)知識競賽搶答器的控制要求。和特點,確定PLC的輸入輸出分配,并進行現(xiàn)場調(diào)試。現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為PLC。長見的幾種PLC如下。PLC及其有關的外圍設備,都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形式一體,易于拓展其。PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置,使其應用受到限制。12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。由PLC送至CNC設備使用。預計今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理系統(tǒng)。觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。中型機PLC不僅具有開關量和模擬量的控制功能，還具有。大型PLC的性能已經(jīng)與工業(yè)控制計算機相當，他具有計算、控

　　

【正文】 和 D，源操數(shù)可取所有的數(shù)據(jù)類型。 2）指令只有 16 位運算，占 7個程序步。 PLC 與七段 LED 顯示器連接設計 LED 數(shù)碼管的結構及 原理 28 LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃， 公共電極。 LED 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于 3位“ +1”型。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10位等等 ....， LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖 2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。 LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗， 亮度，波長等。下面將介紹常用 LED 數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片 圖 1 這是一個 7段兩位帶小數(shù)點 10 引腳的 LED數(shù)碼管 圖 2 引腳定義 每一筆劃都是對應一個字母表示 DP 是小數(shù)點 . LED 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù) LED 數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài) 29 式兩類。 A、靜態(tài)顯示驅(qū)動： 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 埠進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進位 *器 *進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O埠多，如驅(qū)動 5個數(shù)碼管 靜態(tài)顯示則需要 5 8＝ 40根 I/O 埠來驅(qū)動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O 埠才 32個呢。故實際應用時必須增加 *驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬體電路的復雜性。 B、動態(tài)顯示驅(qū)動： 數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形 ，取決于單片機對位元選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 透過分時輪流控制各個 LED數(shù)碼管的 COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O埠，而且功耗更低。 外部硬件接線圖 四路搶答器的原理圖 第四章 軟件設計 30 4. 輸入和輸出點分配表 表 2 搶答器傳送系統(tǒng)輸入和輸出點分配表 輸入：主持人 SB0 X0 第一個選手 SB1 X1 第二個選手 SB2 X2 第三個選手 SB3 X3 第四個選手 SB4 X4 報警指示燈 SB5 X5 PLC 接線圖。 輸出：主持人 HL0 Y0 第一個選手 HL1 Y1 第二個選手 HL2 Y2 第三個選手 HL3 Y3 第四個選手 HL4 Y4 報警指示燈 HL5 Y5 停止作答指示燈 HL6 Y6 PLC 接線圖 表 1 搶答器系統(tǒng)輸入點分配表 表 2 搶答器系統(tǒng)輸出點分配表 名 稱 代號 輸入 主持人 SB0 X0 第一個選手 SB1 X1 第二個選手 SB2 X2 第三個選手 SB3 X3 第四個選手 SB4 X4 報警指示 SB5 X5 由此可見需要按鈕 5個，指示燈 7個。 PLC 接線圖 名 稱 代號 輸出 主持人 HL0 Y0 第一個選手 HL1 Y1 第二個選手 HL2 Y2 第三個選手 HL3 Y3 第四個選手 HL4 Y4 報警指示 HL5 Y5 停止作答 HL6 Y6 31 根據(jù)控制要求進行梯形圖設計 1 開關 每個人的按鈕與 plc 內(nèi)部的對應 2 線圈 每個人所對應的指示燈 32 總的程 序就如下 33 程序運行過程分析 源程序 程序的調(diào)試 PLC 控制系統(tǒng)程序的調(diào)試 PLC 控制系統(tǒng) 程序的調(diào)試一般包括 I/O 端子測試和系統(tǒng)調(diào)試兩部分內(nèi)容，良好的調(diào)試步驟有利于加速總裝調(diào)試的過程。 I/O 端子測試 用手動開關暫時代替現(xiàn)場輸入信號，以手動方式逐一對 PLC輸入端子進行檢 34 查、驗證， PLC 輸入端子的指示燈點亮，表示正常 。反之，應檢查接線或者是 I/O點壞。 我們可以編寫一個小程序，在輸出電源良好的情況下，檢查所有 PLC輸出端子指示燈是否全亮。 PLC 輸入端子的指示燈點亮，表示正常。反之，應檢查接線或者是 I/O 點壞。 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試應首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于 PLC 中，運行 PLC 進行調(diào)試。將 PLC 與現(xiàn)場設備連接。在正式 調(diào)試前全面檢查整個 PLC 控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設備連接線、 I/O連線等。在保證整個硬件連接正確無誤的情況下即可送電。 把 PLC 控制單元的工作方式設置為“ RUN”開始運行。反復調(diào)試消除可能出現(xiàn)的各種問題。在調(diào)試過程中也可以根據(jù)實際需求對硬件作適當修改以配合軟件的調(diào)試。應保持足夠長的運行時間使問題充分暴露并加以糾正。調(diào)試中多數(shù)是控制程序問題。一般分以下幾步進行 : （ 1） 對每一個現(xiàn)場信號和控制量做單獨測試 。 （ 2） 檢查硬件 /修改程序 。 （ 3） 對現(xiàn)場信號和控制量做綜合測試 。 （ 4） 帶設備調(diào)試 。 （ 5） 調(diào)試結束。 第五章 總結與展望 本搶答器系統(tǒng)雖是針對四路參賽選手設計的，但通過原理分析可知，它也完全適用于多于四路選手的搶答場合。當然，如果對外圍電路及程序稍加修改，就很容易使之擴展成更多路的搶答器。若去掉程序中的互鎖功能，可以將本搶答器改成呼叫器，用在醫(yī)院病房等多種地方。由此可見，只要我們運用恰當， PLC 技術能實現(xiàn)許多復雜的功能，能極方便的控制我們所需要控制的對象，給我們生產(chǎn)和生活帶來極大的方便。 知識競賽的一個最重要的硬件設備就是搶答器。以往的電子搶答器，許多功能也達不到的，比如播放視頻題，搶 答視頻暫停再繼續(xù)功能等。 但是，隨著科學技術飛速的發(fā)展，搶答器由硬件化逐步向軟件化發(fā)展。搶答器競賽軟件利用計算機搞知識競賽，經(jīng)過調(diào)查，利用搶答器競賽軟件辦一次類似電視臺效果的知識競賽，其費用僅僅是到電視臺演播廳舉辦一次競賽費用的十分之一還少。更關鍵的是，搶答器競賽軟件不是一次性產(chǎn)品，可以多次重復使用，這是一次擁有長期受益的軟件。 采用搶答器競賽軟件是大勢所趨 對于一個每年都有賽事的單位企業(yè)，只要單位有計算機和投影儀，搞知識競賽不利用搶答器競賽軟件，如同是有好馬沒有配好鞍。 以往企業(yè)自己搞知識競賽，都是主持 人讀題，觀眾選手得安靜仔細聽題目，有條件的花上萬元買個電子搶答器，算是給知識競賽賽場添彩了。大多依靠主持人發(fā)揮水平，選手和觀眾渴望的類似電視臺的節(jié)目效果難以實現(xiàn)。與電視播放的那 35 些競賽場面對照 —— 選手坐在顯示器前答題，觀眾看著大屏幕顯示題目和答案，大屏幕有搶答顯示計分排行等，絢麗的畫面有節(jié)奏的音樂 —— 差距很大，但這些都不是電視臺的專利，利用搶答器競賽軟件，用戶自己就可以實現(xiàn)這樣的視覺效果。運用互動式多媒體技術，將競賽題目制作成演示程序。通過投影儀大屏幕或電視墻在現(xiàn)場播放，給觀眾強烈的視聽感受，凝聚競賽現(xiàn)場氣氛 。通過選手面前的顯示器，為參賽隊員提供最直接的看題效果，保證隊員對題目的正確理解。 搶答器競賽軟件就是簡單利用計算機及投影儀設備資源，通過軟件來實現(xiàn)專業(yè)效果的競賽系統(tǒng)。它實現(xiàn)競賽的成本低，便于組織，通用性好。毫不夸張，除了電視臺專業(yè)制作外，搶答器競賽軟件是所有同類軟件中功能最全的！最適宜普通知識競賽操作的！將會全面發(fā)展到社會各個企事業(yè)單位。 致謝 這次設計 ,讓我受益匪淺 ,首先我要感謝機電工程系 對我的熱情地指導，還有要感謝本系老師及本班的同學在設計期間給我的無私熱心幫助 ! 這次實訓我學到了不少東西，這 都要感謝學校給了我們這次實訓機會，提供了我們實訓的器材，使我們能夠完成這次實訓。同時也感謝盧文超等老師的指導，在我遇到一些問題解決不了時，是你們的辛勤指導我們，使我們受益匪淺。還有儲呈明等同學，他們在實訓中也給我們提供了許多幫助，特別是儲呈明同學，這次我在實訓中他幫了我很多，教會了我許多東西。還有感謝那些其它的同學，他們給我們提供了一些設備（比如電腦等），在此我深表謝意！最后再次感謝以上領導，老師，同學對我的幫助，使我能順利的完成這次實訓，同時學到了許許多多的東西！ 參考文獻 [1] 康華光 ,鄒壽彬編 .電 子技術基礎數(shù)字部分（第四版） [M].北京 :高等教育出版社 ,2020 [2] 康華光，鄒壽彬編 .電子技術基礎模擬部分（第四版） [M].北京 : 高等教育出版社 ,2020 [3] 謝自美編 .電子線路設計實驗測試 (第二版 ) [M].上海 :電子工業(yè)出版社 ,2020 [4] 陳大欽編 .電子技術基礎實驗 (第二版 )[M].湖北 :機械工業(yè)出版社 ,2020 [5] 安玉景，李雪瑩編 .電子技術基礎實驗 [M].人民郵電出版社 ,2020 [6] 鄒其洪 , 黃智偉 ,高嵩 ,等編著 .電工電子實驗與計算機仿真 [M].電子工業(yè)出 版社 ,2020 [7]廖常初．可編程序控制器應用技術（第五版） [M]．重慶：重慶大學出版社， 2020， (08)． 1819， 72， 181． [8]周萬珍，高鴻賓． PLC 分析與設計應用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2020，（ 09）