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【摘 要】社会的快速发展,各种活动、竞赛已经是现代社交的主题,抢答器作为其中必不可少的一项设备已经趋于美观、成熟。本文介绍一款经济实现的抢答器,可用于小范围竞赛选拔功能。
【关键词】plc;抢答器;MCU
1.可编程控制器(PLC)
可编程控制器,已经是现代工业控制的核心。我国在工业改造过程中也在逐步大量使用。但它的使用特点使其不仅在工业控制(钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺)方面,在其它控制方面应用也越来越多,如电梯、大型建筑物的外景灯、城市中的立体停车场以及自动门等等。因其接线简单,程序易学,已被越来越多的人接受,除自动化专业之外其它工科专业也将其作为一门必修课。
可编程控制器本身容易控制,与其连接的器件也越来越多,特别是触摸屏。这两种器件结合到一起用的例子特别多。
2.PLC实现的抢答器
抢答器现在经常见于各种各样的比赛、娱乐等活动中。抢答器功能描述起来很简单,就是在众多人中找出最先举手回答问题的那个人,但因为人的观察力和反映时间致使很难实现这个过程,所以借助仪器来完成,因为用处理器可以将细微的时间差别判断出来,再锁定并显示出来。
在抢答器的制作中MCU也是经常会用到的一种,相对PLC来说,它小巧、便宜且功能强大,所以在微控制方面使用量很大。但它需要专用电源支持,且与之连接的器件需要焊接,这就使得在某些环境下使用不大方便。在这里说的这款抢答器,只要器件齐全,只需一把螺丝刀就可以完成连接。
3.实现过程
(1)所需的硬件:
按键:一般情况下应该选择点动,通过程序识别最先按下的那一次。如果选用带自锁的按键,在每次抢按后还需要自己复位。
显示器:大屏幕方便观看,但需要通信功能的保证。所以可选用简单的,稍大些的LED显示十进制数字即可。最好加上译码电路,这样可以省下几个输出地址。
蜂鸣器:用于提示抢答信号已经被识别。
指示灯:可接至抢答人的控制台用于提示自己是否抢答成功,可用LED完成。
指示灯和蜂鸣器需加限流电路方可与PLC直连。
本方案选用的是西门子公司的PLC,型号CPU224,因为点位限制只加了部分指示灯,依靠单个数码管显示。
地址分配如下。
输入部分:
启动 I0.0
按钮1号 I0.1
按钮2号 I0.2
按钮3号 I0.3
按钮4号 I0.4
按钮5号 I0.5
按钮6号 I0.6
停止 I0.7
启动缓冲 M0.0
输出部分:
组1灯 Q0.0
组2灯 Q0.1
组3灯 Q0.2
组4灯 Q0.3
组5灯 M0.4
组6灯 M0.5
显示位1 Q0.5
显示位2 Q0.6
显示位4 Q0.7
显示位8 Q1.0
蜂鸣器 Q1.1
(2)软件实现:
主程序OB1
网络1
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮1号:I0.1
O 组1灯:Q0.0
ALD
AN 组2灯:Q0.1
AN 组3灯:Q0.2
AN 组4灯:Q0.3
AN 组5灯:M0.4
AN 组6灯:M0.5
= 组1灯:Q0.0
网络2
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮2号:I0.2
O 组2灯:Q0.1
ALD
AN 组1灯:Q0.0
AN 组3灯:Q0.2
AN 组4灯:Q0.3
AN 组5灯:M0.4
AN 组6灯:M0.5
= 组2灯:Q0.1
网络3
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮3号:I0.3
O 组3灯:Q0.2
ALD
AN 组1灯:Q0.0
AN 组2灯:Q0.1
AN 组4灯:Q0.3
AN 组5灯:M0.4
AN 组6灯:M0.5
= 组3灯:Q0.2
网络4
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮4号:I0.4
O 组4灯:Q0.3
ALD
AN 组1灯:Q0.0
AN 组2灯:Q0.1
AN 组3灯:Q0.2
AN 组5灯:M0.4
AN 组6灯:M0.5
= 组4灯:Q0.3
网络5
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮5号:I0.5
O 组5灯:M0.4
ALD
AN 组1灯:Q0.0
AN 组2灯:Q0.1
AN 组3灯:Q0.2
AN 组4灯:Q0.3
AN 组6灯:M0.5
= 组5灯:M0.4
网络6
LD 启动缓冲:M0.0
LD 按钮6号:I0.6
O 组6灯:M0.5
ALD
AN 组1灯:Q0.0
AN 组2灯:Q0.1
AN 组3灯:Q0.2
AN 组4灯:Q0.3
AN 组5灯:M0.4
= 组6灯:M0.5
网络7
LD 启动:I0.0
O 启动缓冲:M0.0
AN 停止:I0.7
= 启动缓冲:M0.0
网络8 //复位,开始下一轮抢答
LD 停止:I0.7
EU
R 组1灯:Q0.0,9
R 组5灯:M0.4,2
网络9 //启动显示子程序
LD 启动缓冲:M0.0
CALL SBR_0:SBR0
子程序SBR0:
七段显示子程序(数码管带译码器,所以用PLC输出8421BCD码)。
网络1
LD 组1灯:Q0.0
S 显示位1:Q0.5,1
R 显示位2:Q0.6,3
网络2
LD 组2灯:Q0.1
S 显示位2:Q0.6,1
R 显示位4:Q0.7,2
R 显示位1:Q0.5,1
网络3
LD 组3灯:Q0.2
S 显示位1:Q0.5,2
R 显示位4:Q0.7,2
网络4
LD 组4灯:Q0.3
S 显示位4:Q0.7,1
R 显示位1:Q0.5,2
R 显示位8:Q1.0,1
网络5
LD 组5灯:M0.4
S 显示位4:Q0.7,1
R 显示位2:Q0.6,1
R 显示位8:Q1.0,1
S 显示位1:Q0.5,1
网络6
LD 组6灯:M0.5
S 显示位4:Q0.7,1
R 显示位1:Q0.5,1
R 显示位8:Q1.0,1
S 显示位2:Q0.6,1
网络7 //T37为蜂鸣器定时。
LD 组1灯:Q0.0
O 组2灯:Q0.1
O 组3灯:Q0.2
O 组4灯:Q0.3
O 组5灯:M0.4
O 组6灯:M0.5
TON T37,15
网络8
LD 组1灯:Q0.0
O 组2灯:Q0.1
O 组3灯:Q0.2
O 组4灯:Q0.3
O 组5灯:M0.4
O 组6灯:M0.5
AN T37
= 蜂鸣器:Q1.1
4.结束语
采用以上方法实现的抢答器,功能上不差于任何集成品。如有充裕经费,可适当扩展功能,增加些外观,就与比赛中所用的无异了。本方案亦可作为学校PLC课程的一个实训活动,无须多少花费就可锻炼学生的动手能力或团队协作能力。
作者简介:王剑锋(1981—),西安外事学院工学院实验中心工程师。