特殊分组抢答器设计求解？

知识竞赛抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。目前, 形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位, 它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性, 在一定程度上丰富了人们的业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。抢答器应用场合效果如下图2-1所示 2.2 竞赛抢答器的控制要求 （1）知识竞赛抢答器能使4个队同时参加抢答。 （2）设裁判队为裁判台，参赛对为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并且设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4及参赛台灯EL1-EL4。 （3）知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮SB0后15S内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。15S时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在30S内答完题，如30S内未答完，则作超时处理。 （4）灯光与音响信号的意义如下： [1] 音响叫（响1S）+某台游尘灯亮，由某参赛队正常抢答。 [2] 音响叫（响1S）+某台灯亮+总台灯亮，某参赛队违规。 [3] 音响叫（响1S）+裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。 （5）在某个题结束后，裁判员按下台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。 （6）各输出端口统一采用直流24V电源。 2.3用单片机和PLC分别做系统的比较 所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在 80年代国内很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了仪表上仍然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。 单片机的可靠性：由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加上其它外围元件（如电阻、电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外，单片机的所有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定。 单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都会增加。 单片机的可维护性：一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法是更换整个系统，这样维修成本增加了。 *** 作：现在国内单片机系统的 *** 作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用LED，整个面板显得繁锁，而且为了减少 *** 作键，设计时往往一键多用， *** 作人员很难脱开说明书 *** 作。特别是故障显示只能显示故障代码，一旦发生故障， *** 作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书指示排除故障，这样排除故障的时间相对较长。总之，这样的人机对话不够友善。 特点：不可靠，价格便宜。 可编程控制器（PLC）： 所谓PLC系统就是采用目前弯磨尺市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。 PLC的可靠性：进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元埋高件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。 PLC的可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而PLC的编程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。 PLC的可维护性：PLC本身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。 *** 作：PLC的 *** 作采用触摸式 *** 作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的 *** 作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利 *** 作，这就降低了对 *** 作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。 特点：价格与前二种控制器相比略贵，可靠性好， *** 作简单

程序设计兄梁，俗称编程，是一个比较专业的概念。初学者，甚至一部分开发人员，都不能很简单的解释这个概念，所以初学者觉得程序设计是一件很有科技含量或者是很高深的学科，其实这些都是误解。那么程序设计到底是什么呢？

程序其实就是把需要做的事情用程序语言描述出来。类似作家，就是把自己头脑中的创意用文字描述出来。所以学习程序，主要的三个问题是：做什么、怎么做和如何描述，具体如下：

1、做什么

做什么就是程序需要实现的功能。

2、怎么做

怎么做就是如何实现程序的功能，在编程中，称为逻辑，其实就是实现的步骤。

3.如何描述

就是把怎么做用程序语言的格式描述出来。

所以，对于有经验的程序设计人员来说，学习新的程序设计语言的速度会比较快，就是因为第1和第2个问题基本解决了，只需要学习第3个问题即可了。

对于“做什么”的问题，可能初学者觉得会比较简单，其实在大型项目开发，例如ERP，企业都不能很详细的说明需要实现具体的功能，这就需要有专门的人员去发掘具体的功能，这个用程序的术语叫做需求分析。举个例子吧，例如某个人要找个女朋友，如果你大概去问他，他会说，找个中等的就可以了，但是这个还不是具体的需求，你可能需要问一下，要求女朋友的年龄是多少，身高是多少等等具体的问题。所以说，搞清楚“做什么”也不是简单的事情，需要专门的人员从事该工作。

对于“怎么做”的问题，是初学者，甚至很有经验的开发人员都头疼的事情，这个称作程序逻辑。因为实际的功能描述和程序设计语言之间不能直接转换，就像作家需要组织自己的思路和语言一样，程序设计人员也需要进行转换，而且现实世界和程序世界之间存在一定的差异，所以对于初学者来说，这是一个非常痛苦的过程，也是开始学习时最大的障碍。由于计算机自身的特点，“怎么做”的问题其实就是数据和 *** 作的问题，某个顶级大师曾经说过：“程序=数据结构高绝+算法”，把这个问题描述的简单准确。那么“怎么做”的问题，就变成了持有那些数据，以及如何 *** 作这些数据的问题。先简单的介绍这么多，大家仔细体会吧。

对于“如何描述”的问题，是学习程序最容易，也是最枯燥的问题。其实就是学“透”一套格式，并且深刻理解语言的特点。学程序语言，就像学汉语差不多，需要学习字怎么写，学习语法结构等，只是不需要像汉语这样学那么多年，但是羡念运学好一个语言还是要耐得住寂寞。语法的学习需要细致，只有深刻领悟了语法的格式才能够熟练使用该语言。

前面介绍的是程序的概念，那么为什么叫程序设计，其实这个设计和现实中的设计一样。例如你自己盖个小棚子，只需要简单的规划即可，也就是编程中的小程序，而如果需要建造一栋大楼，肯定需要进行设计吧，程序也是这样。所以把编程叫做程序设计了。

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