单片机-八路抢答器--仿真图Word文档格式.doc

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本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。

它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，即计时开始，此时数码管开始进行30s的倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号和抢答所用的时间，同时蜂鸣器也会发出声音，以提示有人抢答本题，如果在规定的60s时间内没有做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。

在抢答和回答时间的最后5s，蜂鸣器都会给予报警提示。

关键词：

单片机、AT89C51、抢答器、编码器、计数器、触发器、定时器

目录

引言-------------------------------------------------------------------------------------------------------------3

绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------4

第1章系统设计内容---------------------------------------------------------------------------------4

1.1系统设计依据-------------------------------------------------------------------------------------------4

1.2设计任务和要求-------------------------------------------------------4

1.3设计目的-------------------------------------------------------------------------------------------------4

第2章硬件设计--------------------------------------------------------------------------------------5

2.1单片机控制原理----------------------------------------------------------------------------------------5

2.2抢答器的原理-------------------------------------------------------------------------------------------5

2.2.1原理框图----------------------------------------------------------------------------------------------6

2.3功能模块电路-------------------------------------------------------------------------------------------6

2.3.1晶振复位及开始抢答电路------------------------------------------------------------------------6

2.3.2选手抢答键（矩阵式键盘）---------------------------------------------------------------------8

2.3.3.显示与显示驱动电路------------------------------------------------------------------------------8

2.3.4蜂鸣器音频输出电路------------------------------------------------------------------------------9

第3章软件设计----------------------------------------------------------------------------------------10

3.1程序设计--------------------------------------------------------------------------------------------------10

3.1.1系统流程图-------------------------------------------------------------------------------------------10

3.1.2显示抢答违规流程图-------------------------------------------------10

3.1.3抢答成功流程图-----------------------------------------------------10

第4章系统调试--------------------------------------------------------11

第5章总结------------------------------------------------------------11

附录一程序代码----------------------------------------------------------12

附录二仿真电路原理图----------------------------------------------------16

参考文献-----------------------------------------------------------------16

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引言

随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已经广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业。

微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。

同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。

电子智能抢答器在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先回答问题，必须要设计一个系统来完成这个任务。

如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。

利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒也可以分辨出使哪组优先回答问题。

抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用九针插头进行连接，系统工作原理本系统采用AT89C51单片机作为核心。

控制系统的五个模块分别为：

单片机最小系统、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、音乐音频输出模块。

多路数字抢答器在各种智力竞赛中经常用到。

在各校举行的各种竞赛中我们也经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。

为解决这个问题，我准备借本次课程设计的机会制作一个八路数显抢答器。

一方面加深我们对所学习的知识的了解，巩固模拟、数字电路知识，也提升我们解决日常生活中常见问题的能力，掌握一般设计方法与设计步骤。

积累实际设计制作经验，为走向更复杂更实用的应用领域奠定基础。

控制系统主要由单片机控制电路、存储器接口电路及显示电路组成。

具体以AT89C51单片机为系统工作核心，负责控制各个部分协调工作。

在其外围接上了复位电路、上拉电阻、数码管、按钮及扬声器，其中用到了WAVE软件，集成调试环境，集成编辑器、编译器、调试器，支持软件模拟等。

同时也用到了PROTEUS软件，通过仿真可完全实现对所设计系统的功能的模拟。

绪论

单片机作为计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。

对于计算机专业的学生来说，即使暂时没有从事单片机的应用与开发，学习单片机也有很重要的意义。

学习它，不仅为将来可能从事该方面的开发打下基础，另一方面，由于单片机作为微型计算机的一个种类，麻雀虽小，五脏俱全，可以把它当作微型计算机的一个简化模型来看待，学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。

同时，提供了一个实际应用手段。

21世纪，是一个信息技术飞速发展的时代，智力竞赛是一种形式比较活泼的教育方式，是人们休闲娱乐生活的一部分。

这些竞赛一方面充实了人们的娱乐生活，另一方面也提高了人们努力汲取相关领域的知识的兴趣。

智力竞赛，也就是几个参赛选手之间在规定的时间，规定的地点相互竞争的比赛。

抢答是各种竞赛常用的一种形式。

在抢答赛中，往往要有主持人宣布抢答的开始，还要确定是哪个选手抢到了答题权，具体答题的时间有时也要设定。

这些如果仅凭主持人的主观判断，很容易出现误判的情况。

因此，在竞赛中，抢答器就扮演了一个非常重要的角色。

第1章系统设计内容

1.1系统设计依据

抢答器由计数器、寄存器、集成定时器和译码显示等组合、时序电路组成。

可分为抢答电路，定时电路，报警电路等几个单元部分。

每个单元电路分别可以处理一些抢答竞赛中的基本问题。

本次课程设计设计的是一个多路定时抢答器，是一个多于两位选手参赛的一个抢答器，具有锁存和显示功能。

同时有主持人控制系统的清零和抢答的开始。

抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零，并有扬声器发出提示，同时其他人再抢答就无效了。

这次设计的抢答器还有自动定时功能，主持人可以设定选手答题的时间。

当主持人启动“开始”键后，定时器会自动减计时，这个会显示在显示器上。

选手只有在抢答时间内抢答才有效，若在答题时间内没有选手答题，时间到时，报警电路就会发出警报亮灯并且禁止抢答。

1.2设计任务和要求

设计一个八路抢答器

要求：

（1）设计出硬件电路；

（2）设计出软件编程方法，并写出源代码；

（3）用PROTEUS进行仿真；

（4）论文格式要符合学院的统一规定，结构要合符逻辑，表达要得体。

1.3设计目的

通过设计学习单片机最小系统的基本设计方法，掌握单片机应用系统的开发调试过程。

（1）学习单片机开发工具功能、特点和使用方法。

（2）学会单片机控制系统程序的编制和编制和调试方法。

（3）设计单片机抢答器硬件电路，绘制出电路原理图。

（4）编制并调试出键盘扫描程序和显示驱动程序。

（5）掌握单片机定时器的基本用法，编制出定时器的中断程序。

第2章硬件设计

2.1单片机控制原理

单片机（SCM）是单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）的简称。

它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数