6路抢答控制器的设计开题报告
一、课题背景和意义
抢答器在单位团体的专业知识竞赛中使用, 各类直播录播的演播室栏目、电视大奖赛, 也有着广泛的应用，是调动现场观众参与热情，提高栏目档次与可看性、增强栏目互动性、方便栏目环节创意的有力工具。学生通过理论知识的学习，查阅相关资料，学会元器件选择，通过实际动手安装与调试有关控制电路等过程，掌握电子线路设计的很多方法。随着参赛小组的增多，竞赛控制逻辑变得复杂，并且对控制装置提出了极高的可靠性要求，这为PLC的应用创造了条件。应用PLC实现“抢答器”的控制功能，具有可靠性高、设置灵活、容易扩展参赛小组的数量、增加控制功能等优势。目前PLC在工业控制方面得到广泛应用主要的优势在于能够实现自动控制，提高操作人员的安全系数，降低劳动强度，提高工作效率。
二、毕业论文课题任务的主要内容
本毕业论文课题主要任务是完成6路抢答控制器的电路设计、元器件选型、PLC外部接口电路制作、控制器装配与接线、实物制作、PLC程序设计与联机调试等内容。
具体控制要求如下：
（1）本抢答器的控制装置是由1台PLC作为控制器、1只起动按钮、1只LED数码管、6组抢答按钮、1只电铃、1盏犯规指示灯、1只复位按钮、1只限定时间选择开关、1只电源开关等组成。
（2）LED数码管用于显示抢答信息，初始状态显示零。
（3）有6组抢答按钮，每组又有3个抢答按钮并联（假定每个参赛小组由3名成员组成）。
（4）主持人话筒上的抢答启动按钮由导线与主控台连接，当主持人宣布抢答开始的同时按下启动按钮，参赛者方可抢答。 若某组参赛者在抢答限定时间（5s）内最先按下抢答按钮，则数码管显示该组号码，控制台上的电铃发声，同时PLC锁住抢答器，即使其他组再按下抢答按钮也不起作用。如果在抢答限定时间（5s）内没有小组按下抢答按钮，则控制台上的电铃发声，数码管显示“0”，同时PLC锁住抢答器，等待主持人处理。
（5）参赛者抢答成功后，主持人宣布开始回答问题（工作人员操作回答按钮），抢答小组必须在限定时间（30s/60s，由工作人员通过选择开关选择）内回答完毕，限定时间到，控制台上的电铃发声
（2s后自动停止），以提示主持人处理。
（6）如果某参赛组在主持人宣布抢答开始前抢先按下抢答按钮，属于犯规抢答，此时电铃发声（2s后自动停止），犯规指示灯亮，数码管显示犯规组号，由主持人判明后作犯规处理。
（7）抢答限定时间为5s，如果抢答限定时间到，仍然没有小组抢答，则电铃发声（2s后自动停止），数码管显示“F”。这时，参赛组再按下抢答按钮也不起作用。
（8）新一轮抢答前，工作人员通过按下控制台上的复位按钮，使抢答器回到初始状态。
三、已具备的条件
学院电子信息技术中心拥有S7-200系列PLC及外围设备20套，拥有CPM2A系列PLC和CPM1A系列PLC 20台，拥有PCB板雕刻机，线路板设计软件，电路装配与调试工具等，以及金华华东设备有限公司、大维电子有限公司、佳环电子有限公司、汉生机电工程有限公司等校外实习基地均生产PLC控制产品，可提供设备操作条件，同时，学院和校外基地均有精通PLC应用项目开发和胜任毕业设计指导工作的师资团队，为本毕业论文课题的顺利完成提供了软硬件保证条件。
四、课题任务实施的思路与方案
1．硬件电路
该抢答器控制装置由硬件电路和控制程序2部分组成。硬件电路由PLC、数码管、按钮、开关、电铃等组成，主要负责抢答信号的获取，抢答成功的组号、犯规小组的信息、提示音的输出等。硬件电路部分是由1台PLC作为控制器、1只起动按钮、1只LED数码管、6组抢答按钮、1只蜂鸣器、1盏犯规指示灯、1只复位按钮、1只限定时间选择开关、PLC供电电源开关等组成，如图1所示。
2．控制程序
控制程序的设计思想是：在系统上电或工作人员操作复位按钮后，抢答器进入初始状态，允许抢答寄存器为“1”，起动抢答限时定时器工作，各参赛小组都能抢答，最先按下按钮的小组号能被保存下来，由数码管显示该组号，并使允许抢答寄存器复位为“0”，锁住抢答器。当抢答限时定时器定时到，又没有小组抢答时，数码管显示“F”，并发出提示音。主持人宣布开始回答问题，就起动回答限时定时器工作（回答限时定时器的定时值有2个，由工作人员选择），当定时时间到时就发出提示音。如果有小组提前按下抢答按钮，则犯规指示灯亮，发出提示音，数码管显示犯规组号。
按照控制功能划分，抢答器控制程序可以分为抢答处理程序、犯规处理程序和声光数码信息输出程序3部分组成，其程序流程图如图2所示。
五、预期目标
完成6路抢答控制器的电路设计、元器件选型、PLC外部接口电路制作、控制器装配与接线、PLC程序设计与联机调试等内容。最终完成一个完整的、可以实际应用的控制方案与相关图纸资料。
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