基于51或52单片机的8位智能抢答器设计完整版.docx

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基于51或52单片机的8位智能抢答器设计完整版

摘要：

八路抢答器由主体电路和扩展电路组成。

主体电路由抢答电路，优先编码电路和锁存电路以及控制电路组成：

扩展电路主要由报警电路和显示电路组成。

电路经过布线、焊接、调试等工作后抢答器成形。

单片机体积小，价格低，应用方便，稳定可靠。

单片机将很多任务交给了软件编程去实现，大大简化了外围硬件电路，使外围电路的实现简单方便。

单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。

对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。

抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。

选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。

关键字：

抢答电路定时电路报警电路

引言······························································································3

一、设计任务概述············································································3

二、八路抢答器的主要功能································································3

2.1、功能介绍·················································································3

2.2、系统整体方案设计·····································································4

三、硬件电路设计············································································4

3.1、元件选择·················································································4

3.2、原理图····················································································4

3.3、各部分硬件电路设计··································································4

、时钟电路设计···········································································4

、八路抢答按键输入电路设计························································5

、开始、复位按键输入电路设计·····················································5

、设定时间、选择设定时间电路设计···············································5

、LED数码管显示电路设计··························································5

、声音电路设计··········································································6

3.4、总电路图·················································································6四、软件设计························································································6

4.1、软件设计思想···········································································6

主程序·····················································································7

对开始抢答信号的处理·······························································7

键值处理子程序·········································································7

显示子程序··········································································7

4.2、软件逻辑结构图········································································7

5附录·····························································································13

引言：

随着科学技术的发展和普及,各种各样的竞赛越来越多,其中抢答器的作用也就显而易见。

目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计,使用起来不够理想。

因此设计一更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。

现在单片机已进入各个领域,以其功耗小、智能化而著称。

所以若利用单片机来设计抢答器,便使以上问题得以解决。

针对以上情况,本课程设计出以STC89C52单片机为核心的八路抢答器。

它能根据不同的抢答输入信号,经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过4位LED数码管显示相应的路数和答题时间等。

一、设计任务概述

基于MCS-51系列单片机STC89C52，设计一个八路抢答器。

二、八路抢答器的主要功能

2.1、功能介绍

1）、P3.0为开始抢答（答题重计时），P3.1为复位，P1.0-P1.7为八路抢答输入，数码管段选P0口，位选为P2口，蜂鸣器输出为P3.6口。

P3.2抢答时间调整结，P3.3回答时间调整，P3.4为时间加1调整，P3.5为时间减1调整。

2）、本抢答器可同时供八名选手或八个代表队比赛，分别用8个按钮KI~K8（NO1~NO8）。

3）、具有系统清除和抢答控制开关K0，该开关功能由主持人控制。

4）、抢答器具有锁存与显示功能。

选手在按动按钮，锁存相应的编号，并将优先抢答选手的编号一直保存到主持人将系统清除为止。

5）、主持人按下“开始抢答”按钮K0，抢答开始。

6）、当某一路抢答成功时，可在LED数码管上显示该选手的号数和答题时间。

7）、当某一路抢答违规时，将在LED数码管上显示该选手的号数发出警报声出现出错信息（FF）。

8）、本抢答器具有定时抢答功能，一次抢答的时间可由主持人设定（初始设为30秒）。

当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响。

9）、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作并在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为止。

10）、当定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，且系统在倒计时5秒时报警并在显示器上显示00后禁止抢答最终显示FFF。

2.2、系统整体方案设计

本课程设计是以STC89C52单片机为核心设计的八路抢答器。

方案是：

该抢答器能根据不同的八个不同按键输入抢答信号，经过单片机的控制处理并产生与按键相对应路数的输出信号，最后通过4位LED数码管显示相应的路数和答题时间及违规路数等

.3、各部分硬件电路设计

、时钟电路设计

CPU的操作需要精确的定时，可用一个晶体振荡器产生稳定的时钟脉冲来控制STC89C52单片机上的XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端

振频率选择12MHZ。

、八路抢答按键输入电路设计

该电路有八个按钮分别接于P1.0～P1.7可实现：

一是分辨出选手按键的先后

并锁存有抢答者的编号，同时在LED上显示相应选手编号；二是当有选手抢答成功时其他选手按键无效，具有锁存功能。

、开始、复位按键输入电路设计

复位是计算机的一个重要工作状态。

开始按钮和复位按钮分别接在P3.0和P3.1口，在单片机工作时，接电之前要复位，断电后也要复位。

在抢答器中复位则为定时做铺垫，在抢答之前要复位，抢答完毕后也要复位。

按了复位键之后，LED的显示全为FFF。

、设定时间、加减时间电路设计

该电路主要是对答题和抢答时间调整而设计的，抢答时间接P3.2，答题时间接P3.3，加1秒接P3.4,减一秒接P3.5

、LED数码管显示电路设计

本设计所用的显示器为7段共阴极接法4位LED显示器，当某一发光二极管的阳极输入高电平时，则该段发光。

图3.3-5

、声音电路设计

用P3.6口和普通喇叭相连，如果在倒计时5秒时无人抢答则会给选手答题警示声。

若定时时间已到，无人抢答则本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上最终显示为FFF。

总体电路

四、软件设计

4.1、软件设计思想

本抢答器的软件系统主要包括以下几个部分:

主程序:

主程序的功能主要是完成内部各寄存单元的初始化,对ASTC89C52单片机接口电路的初始化,内部定时器的初始化,中断的初始化及调用显示程序对初始状态的显示以及对外部信号的等待处理,也就是说完成前期的准备工作等待随时对外部信号进行响应。

对开始抢答信号的处理:

当主持人按下开始抢答键后开始抢答,程序部分采用中断方式进行处理。

在中断处理程序中完成相应操作,修改计时单元的数据并发出计时提示声。

键值处理子程序:

此子程序根据键盘扫描所取得的键值作出相应处理。

显示子程序:

采用动态扫描显示,可显示选手号和抢答、倒计时时间等。

4.2、软件逻辑结构图

五．心得体会

上述以单片机为核心控制部件设计的八路抢答器仿真系统，该仿真电路允许8人同时参赛。

本抢答器控制系统具有可靠性高、操作方便等特点，具有一定的运用价值。

在本次单片机课程设计中，我们完成了八路抢答器的设计要求及功能。

在设计开始前我们对各个模块进行了详细的分析和设计准备工作，设计过程中，，我们对KEIL和Proteus软件有了基本的了解。

我和我的组员相互协调，积极参与完成各个技术实现的难点，从而进一步地熟悉了stc89C52芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和具体的使用方法。

通过本次课程设计，让我深刻体会到知识要转化成能力才是力量，要将静态的知识“烧”在大脑中实现“动态显示”。

与此同时，我们对有关单片机的领域有进一步的了解思路也更加开阔。

总之，受益匪浅。

这也为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵经验。

撰写课程设计的过程也是专业知识的学习过程，它使我们运用已有的专业知识，对其进行设计，分析和解决问题，把静态知识转化成能力训练。

在此次比赛过程中，得到了很多老师同学的热情帮助，再次表示衷心感谢。

附录：

OKEQU20H;抢答开始标志位

RINGEQU22H;响铃标志位