一個智力競賽搶答裝置的設計

A. 智力競賽搶答裝置的PLC控制設計

0 引 言

搶答器是一種典型的電氣控制產品，廣泛應用在各種智力搶答競賽中。現在市面上的搶答器，種類繁多，功能各異，控制方式也不盡相同。

本文提出了一種新的控制方法--用觸摸屏和PLc(可編程邏輯控制器)實現搶答器的控制。與一般的控制方法相比，運行更加可靠，操作更加直觀，更適合於高檔的場合。

本文以三菱F940GOT-LwD-c型觸摸屏和三菱FXOS_30MR型PLc控制4路搶答器為例，介紹具體的實現方法。

l觸摸屏

20世紀90年代初出現了一種新的人機交互技術--觸摸屏技術，觸摸屏便是這種技術的具體體現。觸摸屏是一種最直觀的計算機的輸入設備，使用者只要觸摸屏幕上的圖形對象，計算機便會執行相應的操作，這樣就擺脫了鍵盤和滑鼠操作，大大提高了計算機的可操作性。 觸摸屏的基本原理是：用戶用手指或其他物體觸摸觸摸屏時，所觸摸的位置(以坐標形式)被觸摸屏控制器檢測，並通過串列通信介面送到計算機或PLc的CPU，CPU將此坐標和觸摸屏上的各個圖形對象(代表特定的信息)的坐標相對比，從而確定輸入的信息。

觸摸屏系統一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸檢測裝置兩個部分。觸摸屏控制器(卡)的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，並將它轉換成觸點坐標，再送給計算機或PLC的CPU，它同時能接收cPu發來的命令並加以執行，例如直觀動態地顯示開關量和模擬量。觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測用戶的觸摸位置，並傳送給觸摸屏控制器(卡)。

觸摸屏有以下5種類型：電阻式、電容式、紅外線式、聲波式或近場成像式。現在用得最多的是電阻式觸摸屏。

觸摸屏有以下特點：
a)觸摸屏用專用的畫面製作軟體生成畫面。畫面的生成是可視化的，不需要用戶編程。在畫面中用文字或圖形動態地顯示PLc中開關量的狀態和數字量的數值，還可以實現某些動畫功能。通過各種輸入方式，將操作人員的開關量命令和數字量設定值傳送到PLC。

b)觸摸屏的按鍵在屏幕上的畫面中。每個畫面可以設置不同大小和個數的按鍵，每個按鍵均可以設置有明確意義的文字或圖形提示。

c)用觸摸屏上的軟元件代替硬體按鈕和指示燈等外部元件，可以節省PLC的輸入點和輸出點。

d)觸摸屏的畫面製作軟體帶有豐富的圖庫。使用圖庫中的元件，可以快速方便地生成各種畫面。 e)為了實現觸摸屏與計算機或PLc之間的通信，只要對通信參數進行簡單的設置，用戶不用編寫通信程序。在生成畫面時將圖形對象與控制器中的存儲器地址聯系起來，就可以實現PLC與觸摸屏之間的通信。

f)觸摸屏可以在惡劣的工業現場環境使用，其穩定性和可靠性與PLC相當。

2搶答器的控制要求

設計1個4個參賽組的搶答器，主持人通過觸摸屏監控比賽的進行。為了方便觀眾了解比賽情況，搶答器應設置必要的顯示。搶答器的功能如下：

a)比賽開始之前，主持人要按一次觸摸屏上的復位按鈕，使所有參賽組的顯示均滅。 b)比賽開始後，主持人要按一次觸摸屏上的開始按鈕，當開始燈(綠燈)亮之後，才允許參賽組進行搶答。

c)比賽開始後，如果參賽組在開始燈(綠燈)亮之前按下按鈕進行搶答，則視為搶答違規。此時，蜂鳴器以1次／s的頻率嗚叫，數碼管顯示參賽組的序號，同時，觸摸屏顯示違規組號及搶答違規信號。

d)比賽開始後，如果參賽組在開始燈(綠燈)亮之後按下按鈕進行搶答，數碼管顯示先搶到的參賽組的序號，同時，觸摸屏顯示答題組號及答題信號，然後主持人請此參賽組回答問題。

e)為了控制比賽時間，回答問題必須在20 s內完成，超時按錯誤論處。當時間進行到lO s時，紅燈亮，提示搶答者"抓緊時間"；當時間進行到20 s時，紅燈亮，同時蜂鳴器不間斷地嗚叫，提示搶答者"答題超時"，同時，觸摸屏顯示"答題超時"信號及"答題超時"組號。

f)答對一題加10分，答錯一題、答題超時或違規一次扣10分，按積分的多少論勝負。

其中，加分和減分靠現場工作人員手動翻動記分牌進行計分，其餘功能靠PLc控制實現。

3搶答器的軟硬體設計

根據系統的控制要求，綜合控制點數，本裝置選擇三菱．FXOS-30MR型PLc，它特別適合於小型單機且僅需要開關量控制的普通設備。 觸摸屏選用三菱F940GOT-LwD-C型圖形操作終端，它是基於PLC的軟硬一體人機界面，能以圖形界面方式實現各種工作狀態的顯示，並具有使用方便、人機對話界面友好、組態技術易掌握、與PLC可進行良好通信的功能。三菱F940GOT-LWD-c型觸摸屏含有兩個通信介面：RS-232C介面，與裝有專用畫面製作軟體的計算機通信(上載、下載畫面)；RS一422介面，與PLC通信(通過畫面實時監控PLC的運行)。

3．1觸摸屏畫面設計

本文中的觸摸屏操作畫面是用三菱公司專用的畫面製作軟體SWOPC-FXDU／wIN-c製作的。

為了達到用觸摸屏操作畫面實時監控PLc運行的目的，必須將操作畫面中的圖形對象與PLC中的編程軟器件聯系起來。觸摸屏操作畫面的組態如表1所示。根據表l所製作的觸摸屏操作畫面如圖1所示。

觸摸屏操作畫面製作完成後，再通過計算機的RS－232C串列通信口將操作畫面下載到觸摸屏中。

3．2 PLC硬體配置

3．2．1 PLC的I／O分析

a)輸入端：主持人開始和復位按鈕由觸摸屏操作畫面中的開始和復位觸摸鍵代替，不佔PLC的輸入點；4個參賽組共4個搶答按鈕，因此，PLc應該配置4個輸入點。

b)輸出端：採用1個共陰極的七段數碼管(見圖2)顯示參賽組的序號，七段數碼管直接由PLc輸出端驅動，佔7個輸出點；再加上1個綠燈、1個紅燈、1個蜂鳴器共3個負載，因此，PLC應該配置10個輸出點。另外，PLC與觸摸屏之間只要連接專用的通信電纜便可以。

3．2．2 PLC的I／O地址分配

1)輸入地址分配：

X1：l#搶答者按鈕SBl；X2：2#搶答者按鈕SB2；

x3：3#搶答者按鈕SB3；X4：4#搶答者按鈕SB4；

2)輸出地址分配：

Y0：七段數碼管a段；Y1：七段數碼管b段；

Y2：七段數碼管c段；Y3：七段數碼管d段；

Y4：七段數碼管e段；Y5：七段數碼管f段；

Y6：七段數碼管g段；Y7：蜂鳴器HA；

Y10：綠燈L1； Y11：紅燈L2。

3．2．3 PLC的外部接線

PLC的外部接線如圖3所示。

3．3軟體設計

3．3．1 工作流程

根據控制要求，繪制搶答器的工作流程圖。如圖4所示。

3．3．2程序設計

1)設計方案

根據搶答器的控制要求和工作流程圖，可知搶答器的特點是：顯示先搶答者的信息，同時屏蔽後搶答者；屬於順序步進控制。因此，應該選用選擇性分支結構復合循環結構的順序功能圖來編程。

2)狀態繼電器S分配

S0：初始狀態；S10：開始狀態；s11：第1組違規狀態；S12：第2組違規狀態；S13：第3組違規狀態：s14：第4組違規狀態；S15：第1組答題狀態；S16：第2組答題狀態；s17：第3組答題狀態；s18：第4組答題狀態。

3)七段數碼管顯示程序設計

顯示"1"：輸出Y1、Y2；

顯示"2"：輸出Y0、Y1、Y3、Y4、Y6：

顯示"3"：輸出Y0、Yl、Y2、Y3、Y6：

顯示"4"：輸出Y1、Y2、Y5、Y6。

4)順序功能圖程序

順序功能圖程序加圖5所示。

5)梯形圖程序

因為由順序功能圖程序轉化對應的梯形圖程序，有固定的模式，所以在此略去。

4結束語

用觸摸屏結和PLC實現控制，不僅可以節省PLC的I／O點、省略傳統的按鈕、按鍵和指示燈等，減少布線，提高控制系統的運行可靠性，而且可以在短時間完成友好、直觀、實用的觸摸屏監控畫面，因此值得大力推廣。

B. 用d觸發器設計一個智力競賽搶答器

d觸發器本來就是復由rs觸發器演變制來的。當d觸發器的cp和d端接高或低時，其rd、sd和rs觸發器的rd、sd功能相同。給你一個d觸發器原理圖，如果我沒理解對，可以再說明。
rd
sd
q
q'
0
0
不定
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
保持

C. 多路智力競賽搶答器的設計

你可以參看一下PLC方面的書籍。這個是典型的例子。大部分教科書上都有。

D. 多路智力競賽搶答器 怎麼設計

器件選擇： 表1.1器件型號及數量 名稱 型號 數量 單片機 STC12C5A60S2 1 電阻 1K 7 電阻 10K 1 電容 0.1UF 7 電容 30P 2 電位器 3296 1 二極體 11 晶元 MAX232 1 鍵盤內 5 數碼容管 1 晶元 74AC245AN 1 ORG 0000H M: MOV P1, #0FEH MOV P3, #00H JNB P2.0, C1 JNB P2.1, C2 JNB P2.2, C3 SJMP M C1: MOV P3, #06H SJMP S1 C2: MOV P3, #5BH SJMP S1 C3: MOV P3, #4FH SJMP S1 S1: NOP SJMP S1 END 這個是三路的搶答器 你再加一路 稍微改一下就成多路的了

E. 求各位大神幫忙設計個【智力競賽搶答器】，要求如下，

從網上載一個八路的搶答器，把開關改成4路的，可解決你1.2.4.5的問題，第三問需要填加一個門

F. 用Multisim設計一個4人智力競賽搶答電路

夢

G. 智力競賽搶答裝置的原理

畫一張太麻煩，下載一個吧，如果非要自己設計的，等有時間我再給你畫。

這個挺好的，集成電路的外部元件很少。

哦，做三路的再加一個門電路就可以了，照此可以做多路。

H. 設計智力競賽搶答器

你好：
我網路空間里最早的一篇文章就是寫搶答器設計原理和實現，你所說的功能都有，可以先參考參考。
希望我的回答能幫助到你。

I. 4路智力競賽搶答器的設計（要求完整）

好的
我給你發了
不過是圖片
字數太多了
打字不方便
你慢慢看吧
追問：
好吖，那你
發到我郵箱了嗎
追問：
謝謝你的回答，但是只有二極體沒有解碼器，而且方案也沒有
回答：
我們學的就是
這個四人智力搶答器
而且
實驗目的
原理
器材
方法（內容）
結果
就是
只要有一個合上，它對應的燈就會亮
其他人無論合上還是斷開開關他們的燈都不會亮呀
分析
就是實驗報告那6個問題
回答就行了呀
追問：
謝謝啦，哎，我們老師真是變態的，本做好了一個，給她檢查後就要我重做。她要讓我們讓上面的去做，不然不及格。好煩吖，死變態老師

J. 設計一個八路智力競賽搶答器

http://278980103.blog.sohu.com/46005043.html 這個很詳細的 我看專了屬