plc课程设计.docx

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plc课程设计

plc课程设计

河南机电高等专科学校

课程名称:

电力电子应用技术

课题名称;智能抢答器

系部名称:

自动控制系

专业班级:

姓名:

学号:

2010年6月27日

设计任务书

设计目的:

设计一个知识竞赛用的抢答器数码显示系统。

该抢答器共有四个抢答按钮，一个抢答开始启动按钮，一个演示按钮。

模拟面板如下图所示:

目录一、设计方案;

二、硬件电路设计、I/O地址分配;

三、软件设计;

四、程序调试;

五、心得体会

附录1、参考文献

附录2、程序清单

第一章

设计方案

1.这是抢答器的模拟面板，是四路智能抢答器，分别有四个人来抢答和主持人进行总控制。

2.如图所示，SQ1代表1号人所用的抢答器开关，SQ2代表2号人所用的抢答器开关，SQ3代表3号人所用的抢答器开关，SQ4代表14号人所用的抢答器开关。

SD（I0.0）代表开始按钮，ST（I0.5）代表开始循环按钮，这两个按钮都有主持人操作。

3.在主持人按下SD按钮后，四个人可以在10秒之内进行抢答器，也就是说按下各自的按钮开关，不然在10s之后再抢答无效，如果四个人首先按下SQ1、SQ2、SQ3、SQ4中的任意一个按钮，则数码管显示为该按钮对应的数字并保持10秒，10s之后自动消失，按下其他按钮无效;10秒之后如果要启动抢答器就必须再次有主持人按下SD按钮，才可以重新抢答。

4.在主持人按下SD按钮后10秒之内，如按下ST按钮，八段数码管开始循环显示:

显示一段显示A、B、C、D、E、F、G，再有DP进入循环，再一次显示A、B、C、D、E、F、G（我在这里说明，我设计的A、B、C、D、E、F、G不是指模拟板上那些小段的A、B、C、D、E、F、G,而是我设计的A有模拟板的A、B、C、E、F、G等数码管组成，设计的B有模拟板的A、B、C、D、E、F、G等数码管组成，设计的C有模拟板的A、D、E、F等数码管组成，设计的D有模拟板的A、B、C、

D、E、F等数码管组成，设计的E有模拟板的A、D、E、F、G等数码管组成，设计的F有模拟板的A、E、F、G等数码管组成，设计的G有模拟板的A、B、C、D、F、G等数码管组成。

）

5.在模拟板上，I0.1、I0.2、I0.3、I0.4表示输入，Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7表示输出，所对应的是模拟板上A、B、C、D、E、F、G、DP等数码管。

第二章

硬件电路设计、I/O地址分配

1、硬件设计

1）、抢答电路

电路如图2所示。

该电路完成两个功能:

一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

图2抢答电路

其工作原理为:

当主持人控制开关处于“清除”时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。

当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和抢答按键信号和借位信号与在一起给D触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答信号为低电平，与门U11输出端为低电平给D触发器脉冲端，当一有人抢答时，抢答信号为高电平，并和U2的输出信号和借位信号与在一起，使得U11输出端为高电平给D触发器，于是D触发器就有一个上升沿，使得抢答信号经D触发器触发锁存再经过译码器74ls48译码，把相应的信号显示在数码管上。

另外，当选手松开按键后，D触发器的Q非前一状态为低电平，与在一起后给与门U11,使得U11的输出端为低电平给D触发器，则D触发器的脉冲输入端恢复原来状态，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。

这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。

当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

2）、定时电路

节目主持人通过按复位键来进行抢答倒计时。

如图3。

定时9秒，把74LS192对应的9，10，1，15四个端子预置为“1001”。

计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路555提供。

当复位开关按下时，给74ls192一个低电平，从而开始倒计时，每来一个脉冲信号进行减计数一次。

当有选手抢答或借位信号时，就使得74ls192的输入脉冲变成低电平，从而实现倒计时的停止。

再按复位键时，再一次倒计时。

图3定时电路

3）、抢答器控制电路

抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能:

（1）当参赛选手按动抢答键时，数码管显示，抢答电路和定时电路停止工作。

（2）当设定的抢答时间到，无人抢答时，数码管不显示，同时抢答电路和定时电路停止工作。

时序控制电路

2、所用器材

1）.十进制可逆计数器74LS192（54/74194）两个引脚图管脚及功能表如下:

74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示:

（a）引脚排列（b）逻辑符号

图中:

为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。

输入输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0

1×××××××0000

00×dcbadcba×

01××××加计数1

011××××减计数

3.74LS48（54/7448）七段译码器两个。

74LS48的引脚排列:

A、B、C、D是输入端a、b、c、d、e、f、g是输出端，3.555定时器一个:

主要参数:

电源电压为4.5-18V，最大输出电流为200mA，工作

oo温度范围为-55C-125C。

它基本原理是，由于电容C的两端的电压不能突变，定时器的2端电压低触发端为低电平，输出端3为高电平。

电源经过RR给电容C1、2充电，当电容的电压充到电源电压的2/3时，555内部的MOS管导通，

输出为低电平。

接着电容通过R和已经导通的MOS管放电，当电容的2

两端电压下降到低于1/3的电源电压时，MOS管截止电容放电停止，此时电源通过RR再次向电容充电。

1、2

4、74LS273八D触发器:

功能如下:

（1）.1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是

低电平时,输出脚2（Q1）、5（Q2）、6（Q3）、9（Q4）、U3

12（Q5）、15（Q6）、16（Q7）、19（Q8）全部输出0,即全部

复位;

（2）.当1脚为高电平时,11（CLK）脚是锁存控制端,321D1Q并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁452D2Q

存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,763D3Q

89并且立即呈现在在输出脚2（Q1）、5（Q2）、6（Q3）、4D4Q

13125D5Q9（Q4）、12（Q5）、15（Q6）、16（Q7）、19（Q8）14156D6Q17167D7Q18198D8Q

1~CLR11CLK

74LS273N

2、I/O地址分配

I口:

00000----SB主持人控制抢答按钮（启动）按钮

00001----SB1第一参赛组抢答按钮

00002----SB2第二参赛组抢答按钮

00003----SB3第三参赛组抢答按钮

00004----SB4第三组参赛抢答按钮

00005----SB5主持人控制复位按钮（停止）按钮

O口:

01000输出控制抢答按钮（启动）信号

01001输出第一参赛组抢答信号

01002输出第二参赛组抢答信号

01003输出第三组参赛抢答信号

01004输出第四组参赛抢答信号

01005输出控制复位按钮

第三章

软件设计

TITLE=程序注释Network3Network1//网络标题LDM1.3//网络注释AI0.5LDI0.0OM1.1OM1.2ANM30.1ANT110ANM30.2LDNI0.5ANM30.3OM30.1ANM30.4OM30.2ANI0.0OM30.3=M1.1OM30.4Network4ALDLDI0.0=M1.2RM6.0,8Network2Network5LDI0.0LDM1.1OM1.3CALLSBR0ANT110Network6=M1.3LDNM1.1TONT110,100RT39,1

Network7Network10LDM6.0LDM6.1OM6.1OM6.2OM6.2OM6.3OM6.3OM6.4OM6.4OM30.2OM6.5OM30.3OM30.2OM6.6OM30.3=Q0.3OM6.6Network11=Q0.0LDM6.0

OM6.1Network8

LDM6.0OM6.2OM6.1OM6.3OM6.3OM6.4OM30.1OM30.2OM30.3OM6.5OM30.4=Q0.4OM30.2Network12OM6.6LDM6.0=Q0.1OM6.1Network9OM6.2LDM6.0OM6.3OM6.1OM6.4OM6.3OM6.5OM6.6OM30.4OM30.1OM6.6OM30.3=Q0.5OM30.4Network13=Q0.2LDM6.0

OM6.1ANM30.4OM6.4ANT110OM6.5=M30.2OM6.6Network3OM30.2LDI0.3OM30.3OM30.3OM30.4ANM30.1=Q0.6ANM30.2Network14ANM30.4LDM6.7ANT110=Q0.7=M30.3Network15Network4LDM1.2LDI0.4CALLSBR1OM30.4RT40,1ANM30.1TITLE=子程序注释ANM30.2Network1//网络标题ANM30.3//网络注释ANT110LDI0.1=M30.4OM30.1TITLE=子程序注释ANM30.2Network1//网络标题ANM30.3//网络注释

ANM30.4LDM1.1ANT110ANT38=M30.1TONT37,+5Network2Network2LDI0.2LDT37OM30.2TONT38,+5ANM30.1Network3ANM30.3LDM1.1

TONT39,+10LDM6.7ANT39OM0.2=M1.0TONT40,+10Network4ANT40LDM1.0=M0.2OM0.2LDT37=M6.0EU

Network5SLBMB6,1

第四章

程序调试

定时电路设计中，我们的显示电路出了问题，设定好的10秒的显示周期，结果在15秒以后十进位的显示器本应该显示由“1”跳变为“0”，但是我们的却跳不回来，在求助身边的同学后仍无法的到解决，我们知道是布线出了问题，但是不知道具体问题出在哪里。

还有就是当抢答器显示数字时，按下开关ST，十秒后显示数字不消失，经过对程序的修改，在主程序上I0.5常闭触电并上M30.0,M30.1,M30.2和M30.3后程序运行成功;还有可能是电脑的毛病，通过换电脑，程序彻底没问题，能够正常运行了。

第五章

心得体会

持续近二个星期的课程设计结束了，我们的设计虽然有一些小毛病，但总体上还是很成功的。

二周的时间虽然很短暂，但从中获益匪浅.毕竟在课堂上学习的内容真真正正能用到实际是有点超乎我们的想象，而且要把理论知识付诸实践确实非一件易事。

我从最初的设想编程一个简单的程序，整个过程中我翻阅大量资料，跑遍图书馆各个能找到数电资料的角落，上网查找有关内容，马不停蹄思考如何变成一个程序，并和周围同学进行着一遍又一遍的交流与设计思想。

首先对电气控制与PLC应用技术这门课程有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的程序设计当中去，在编程程序设计过程中，无形中便加深了对程序的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解;以前的PLC实验只是针对某一个小的功能设计，而课程设计对我们的总体编程程序设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各个程序的设计。

其次，以前实验用过这种软件，但是只是肤浅的了解，通过这次的课程设计学会了Micro/WINExecutable软件的基本应用，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。

但是在程序调试的过程中出现大量问题，需要我们细心解决，所以，我对编程程序的排查能力有了很大的提高。

但由于是自己学习没有专业指导难免有一些我们不了解的功能。

所以我们以后要多接触和了解一些程序功能，多向老师请教学习。

最后，感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力。

通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在编程程序上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。

从这过程，我锻炼了自己的动手能力，独立思考能力，分析实践能力，并学会了把自己的设计经验和思路拿出来与大家分享。

再次感谢老师的辅导以及同学的帮助。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，由此看来实践的重要，短短两星期的课程设计，学到了很多的东西，最重要的是我自己动手把我学习的知识用于实践，做出成功的作品，这才算真正学习到了东西。

总之，这次实验我收获颇多。

实践是获得知识的一种最好的手段～

、参考文献附录1

【1】电气控制与PLC应用技术田效伍主编

【2】电气控制与可编程序控制器应用技术吴晓军主编

【3】S7-300/400PLC应用技术廖常初主编

【4】电子技术基础数字部分康华光主编

【5】在系统可编程技术及其器件原理与应用刘笃仁杨万海编著【6】电工学（下册）秦曾煌主编

【7】可编程控制器原理及应用宫淑贞王冬青徐世许编著附录2、程序清单:

TITLE=程序注释ALD

Network1//网络标题=M1.2//网络注释Network2LDI0.0LDI0.0OM1.2OM1.3ANT110ANT110LDNI0.5=M1.3OM30.1TONT110,100OM30.2Network3OM30.3LDM1.3OM30.4AI0.5

OM1.1OM6.3ANM30.1OM30.1ANM30.2OM30.3ANM30.3OM30.4ANM30.4OM30.2ANI0.0OM6.6=M1.1=Q0.1Network4Network9LDI0.0LDM6.0RM6.0,8OM6.1Network5OM6.3LDM1.1OM6.6CALLSBR0OM30.1Network6OM30.3LDNM1.1OM30.4RT39,1=Q0.2Network7Network10LDM6.0LDM6.1OM6.1OM6.2OM6.2OM6.3OM6.3OM6.4OM6.4OM30.2OM6.5OM30.3OM30.2OM6.6OM30.3=Q0.3OM6.6Network11=Q0.0LDM6.0Network8OM6.1LDM6.0OM6.2OM6.1OM6.3

OM6.4RT40,1OM30.2TITLE=子程序注释OM6.5Network1//网络标题=Q0.4//网络注释

Network12LDI0.1LDM6.0OM30.1OM6.1ANM30.2OM6.2ANM30.3OM6.3ANM30.4OM6.4ANT110OM6.5=M30.1OM30.4Network2OM6.6LDI0.2=Q0.5OM30.2Network13ANM30.1LDM6.0ANM30.3OM6.1ANM30.4OM6.4ANT110OM6.5=M30.2OM6.6Network3OM30.2LDI0.3OM30.3OM30.3OM30.4ANM30.1=Q0.6ANM30.2Network14ANM30.4LDM6.7ANT110=Q0.7=M30.3Network15Network4LDM1.2LDI0.4CALLSBR1OM30.4

ANM30.1LDT37

ANM30.2EU

ANM30.3SLBMB6,1

ANT110

=M30.4TITLE=子程序注释

Network1//网络标题

//网络注释

LDM1.1

ANT38

TONT37,+5Network2

LDT37

TONT38,+5Network3

LDM1.1

TONT39,+10ANT39

=M1.0

Network4

LDM1.0

OM0.2

=M6.0

Network5

LDM6.7

OM0.2

TONT40,+10ANT40

=M0.2

Network6