单片机课设八路抢答器.docx
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单片机课设八路抢答器
1设计方案及原理
1.1抢答器设计方案
（1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮“1”~“8”表示。
（2）设置一个系统清除和抢答控制的“开始”开关，该开关由主持人控制。
（3）抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
（4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。
当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响以提示抢答开始。
（5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除或者答题计时结束为止。
（6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示FF。
1.2抢答器设计原理
该抢答器供不多于8名选手或8个代表队的抢答比赛使用。
每个选手的座位前安装一只抢答按钮开关和一只信号灯。
主持人的座位前安装一只复原按钮开关、一只蜂鸣器和一只抢答器工作状态指示灯。
每当主持人口头发出允许抢答的号令并按下开始抢答按钮之后，哪个队先按下座位上的按钮开关，该座位的信号灯就先被点亮，同时封锁其他按钮开关的活动，并且熄灭主持人座位上的状态指示灯和发出提示声，以表明此次抢答动作已经完成。
在主持人确认后，按下复原按钮，状态指示灯重新点亮，为下一次的抢答作好准备。
电路中的蜂鸣器LS是一只带有助音腔的压电陶瓷蜂鸣器，用于模拟发出报警声的功率放大器和喇叭。
LS可以看作是一个电容性负载，本身不能流过直流电流。
发声的原理是，作用在两个电极极板的电位在发生变化时，陶瓷材料就发生弯曲，从而振动空气发出声音。
2系统硬件设计
2.1AT89C51单片机介绍
AT89C51单片机主要有以下部件构成：
八位微处理器CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、片内RAM、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。
AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM，128B的RAM，两个16位的定时/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。
单片微机内部最核心的部分是CPU。
AT89C51的主要引脚如图3.1所示。
图3.1AT89C51引脚图
2.2系统原理电路图
基于以上各个模块的设计，可以设计出系统原理电路图，P3.0为开始抢答，P3.1为停止，P1.0-P1.7为八路抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口，RST复位，XTAL1和XTAL2接晶振电路。
系统原理电路图如图3.2所示。
图3.2系统原理电路图
3系统软件设计
为了能够达到抢答的公平、公正、合理，应该在主持人发布抢答命令之前必须先设定抢答的时间，因而在编开始抢答前的程序得先编写设定时间的程序，当时间设好了之后，主持人发布抢答命令按下P3.0按键，程序开始打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序。
当在扫描到有人按下了答题键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。
3.1系统流程图设计
系统流程图如图4.1所示。
图4.1系统流程图
4总结
本次设计按照题目要求，基于单片机，利用较合适的控制算法，成功的实现了抢答器的基本功能。
硬件原理结构简单，减少硬件成本和繁琐的电脑连接；软件设计方面，设计简单，可塑造性强，便于维护。
通过此次单片机课程设计，我学到了很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且在调试仿真的实际操作过程中加强了实践能力。
这使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能提高自己的综合实力。
在此次设计的过程中，也遇到了不少困难，发现了自己的不足之处，如对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故，提高对知识的实际应用能力。
参考文献
[1]冯育长.单片机系统设计与实例指导[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2007.
[2]李华,王思明,张明敏.单片机及应用[M].兰州:
兰州大学出版社,2001.
[3]高伟.AT89单片机原理及应用[M].北京:
国防工业出版社,2008.
附录1（程序代码）
序名:
QuizBuzzer.c
源程序代码如下:
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
unsignedcharcodetable[]={0x40,0x79,/*共阴极数码管编码表0-f显示*/
0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,
0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e};
sbitstart=P3^6;/*变量定义*/
sbitstop=P3^5;
sbitreset=P3^7;
sbitkey1=P1^0;
sbitkey2=P1^1;
sbitkey3=P1^2;
sbitkey4=P1^3;
sbitkey5=P1^4;
sbitkey6=P1^5;
sbitkey7=P1^6;
sbitkey8=P1^7;
sbitbuzzer=P3^4;
bitstart_flag=0;
bitstop_flag=0;
bitkey1_flag=0;
bitkey2_flag=0;
bitkey3_flag=0;
bitkey4_flag=0;
bitkey5_flag=0;
bitkey6_flag=0;
bitkey7_flag=0;
bitkey8_flag=0;
bitreset_flag=0;
bitaction=0;
ucharsecond=20;
uchartimer0_count=0;
ucharnumber=0;
ucharnumber_display=0;
voiddelay（uintz）/*延时函数delay（）*/
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voiddisplay（ucharnumber,ucharsecond）/*数码管显示驱动函数display（）*/
{
ucharsecond_first,second_second;
second_first=second/10;
second_second=second%10;
P2=0xfe;
P0=table[number];
delay
（2）;
P2=0xfd;
P0=0x3f;
delay
（2）;
P2=0xfb;
P0=table[second_first];
delay
（2）;
P2=0xf7;
P0=table[second_second];
delay
（2）;
}
voidstart_keyscan（）/*开始键扫描函数start_keyscan（）*/
{
if（start==0）
{
delay（8）;
if（（start==0）&&（!
start_flag））
{
start_flag=1;
action=1;
TR0=1;
}
}
else
{
start_flag=0;
}
}
voidfengming（）/*蜂鸣函数fengming（），脉宽t=1ms周期T
{=2ms，频率f=0.5khz，用以报警*/
buzzer=0;/*给P3.7口送高电平*/
delay（100）;/*延时1ms*/
buzzer=1;
delay（100）;
}
voidmain（）/*主函数main（）*/
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=0;
while
（1）
{
start_keyscan（）;
reset_keyscan（）;
while（action==1）
{if（second<=5&&second>0）
fengming（）;
while（!
key_scan8（）&&!
stop==0）
{
display（number_display,second）;
if（second==0）
{
second=20;
break;
}
}
TR0=0;
display（number_display,second）;
action=0;
break;
}
display（number_display,second）;
}
}
voidtimer0（）interrupt1/*中断服务函数timer0（）interrupt1*/
{
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
timer0_count++;
if（timer0_count==20）
{
timer0_count=0;
second--;
if（second<=5&&second>0）
fengming（）;
if（second==0）
{
TR0=0;
number_display=0;
action=0;
}
}
}
附录2（仿真图）
开始时的仿真图和抢答后的仿真图分别如图1、2所示。
图1开始时仿真图
图2抢答后仿真图
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