多路抢答器的设计与实现Word文档下载推荐.doc
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DesignandImplementationofthemulti-channelResponder
TianPengfei
（Grade07,class084,ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong72300x，Shaanxi）
tutor:
Hubo
[Abstract]ThedesignisbasedoneightResponderasthebasicconcept,takingintoaccountthechangesintheactivityrulesneedtosetthetimelengthlimitResponder,answerquestionsfunction.TheRespondersystem,STC89C52microcontrollerandperipheralinterfaceimplementationandtimingmicrocontrollertimer/counterandcounttheprincipleofsoftware,hardwareorganicallycombined,makingthesystemabletosetadifferentanswerintimeandanswertime,abletocorrectlytothecountdown,digitaltubeabletocorrectlydisplaythetimeandtheplayernumber.Matrixkeyboardworkactivitiesbeforethetimesetswitchasplayersanswerinthebuttonoutput,usethebuzzertoissuetheviolationalarmandcountdowntoremind.Thesametime,thedesignsystemcanbeachieved:
Attheevent,onlymoderatorsbegantoanswerinthebuttonispressed,theplayersoftheanswerinordertoeffectively,iftheplayersbeforethestartResponderResponderinvalidity;
alimitedtimetoanswerinalimitedtimeandanswerquestions1-99ssetting;
canshowwhichplayersanswerinaneffectiveandinvalidanswerin;
therightbuttonavoiceprompt;
answerintimeandanswerquestionstimecountdowndisplaywithdigitaltube,thefullsystemtimeisautomaticallyresetandmastercompulsoryreset;
keysarelockedinaneffectivestate,thebuttonisnotillegal.
[Keywords]Single-chipLEDdigitaltubeRespondertiming
1引言 1
1.1课题背景 1
1.2目的及意义 1
1.3抢答器的目前现状 1
1.4进度安排 2
2方案论证 3
2.1多路抢答器方案设计系统 3
2.1.1基于数字电路多路抢答器的设计 3
2.1.2基于单片机的多路智能抢答器 3
2.2方案论证及选择 4
3．硬件电路的设计 5
3.1硬件电路设计思路 5
3.2总体设计框图 5
3.3单片机系统 6
3.3.1单片机的选择 6
3.3.2AT89C52主要性能参数 6
3.3.3AT89C52功能引脚说明 6
3.4抢答器的系统概述 8
3.4.1系统的主要功能 8
3.4.2抢答器的主要指标 9
3.4.3抢答器的工作流程 9
3.5外围电路的设计及分析 10
3.5.1复位电路的设计 10
3.5.2时钟频率电路的设计 11
3.5.3显示电路的设计 12
3.5.4键盘扫描电路的设计 12
3.5.5声音电路 13
4软件设计 14
4.1软件任务分析 14
4.2系统总流程图 14
4.3各个模块软件设计与分析 16
4.3.1定时器/计数器T0、T1 16
4.3.2串口通信 18
4.3.3中断控制 20
4.3.4键盘扫描 20
4.4相关仿真软件的介绍 21
4.4.1Proteus7.5介绍 21
4.4.2KeiluVision4介绍 23
4.4.3Proteus7.5与KeiluVision4结合使用 26
5系统仿真与硬件调试及分析 27
5.1软件调试 27
5.2硬件调试 27
5.3结果分析 28
6总结与展望 29
6.1本文小结 29
6.2心得体会 29
致谢 30
参考文献 31
附录A：
系统仿真图 32
附录B：
系统实物图 33
附录C：
元器件清单 35
附录D：
英文文献 36
附录E：
源程序 39
1引言
1.1课题背景
抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。
现在大多数抢答器均使用单片机（如MCS-51型）和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手犯规显示等功能。
数字抢答器由主题电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在数码管上显示，抢答器电路和主持人复位按键组成主体电路。
通过定时电路将脉冲产生的信号在显示器输出实现计时功能，共同构成扩展电路。
利用面包板经过排版、布线、调试等工作后数字抢答器成形。
数字抢答器是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较难以实现，特别是当数字抢答路数很多时，实现起来更为困难。
目前市场上已有各种各样的抢答器，但绝大多数是早期设计的，以模拟电路、数字电路或者模拟电路和数字电路结合的产品，这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路越复杂，且成本也比较高，发生故障的可能性也比较高，传统普通抢答器主要存在以下缺陷：
传统的抢答器都是导线布局，受现场环境影响很大；
显示方式简单，无法判断提前抢按按键的行为，且不便于电路升级换代。
在当今计算机的普及和电子信息技术的迅猛发展下，对抢答器有了更高的要求，如何有效的保证许多公开竞争场合裁决的公平、公正，单片机抢答器为之提供了条件和发展空间，建立一个价格适宜、智能化、自动化、数字化等特点的抢答器具有重要意义。
基于单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手号码。
除此之外，还可以用键盘做输入，写入自己设置的时间，选手有效抢答还有灯管显示。
在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；
抢答限定时间和回答问题的时间可是在1-99s设定；
可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；
抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位；
按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
1.2目的及意义
通过本次毕业设计，对课本上所学的理论知识加深和巩固：
进一步熟悉和掌握基本理论在实践中综合运用，进一步熟悉和掌握单片机的基本知识、系统设计的基本方法及设计步骤，进一步熟悉和掌握常用单片机模块的设计和应用。
能够熟练使用Protues7.5等电子软件，学会运用这些软件进行分析、设计和仿真电路。
能够熟练运用KeiluVision4软件编写相应的程序模块。
学习单片机系统实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法及技巧。
培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
了解简单多路抢答器组成原理，初步掌握多路抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。
同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，能够独立地做完毕业设计，通过毕业设计受到一次综合运用所学知识、理论和技能的训练。
它使我们可以进一步学会分析问题、解决问题；
学会阅读、翻译参考文献；
学会收集、运用各种资料。
它是对我们在校学习的一次全面检验、总结和提高；
是对我们利用所学的理论知识解决实际工程问题的综合训练；
是对提高我们的实践动手能力、创新思维能力具有不可替代的作用；
也是对毕业及学位资格认证的重要依据。
因此，做好毕业设计（论文）将为我们由学习走入工作、由学校进入社会打下良好的基础。
1.3抢答器的目前现状
在现代社会中，各种教育活动、娱乐节目比比皆是，而抢答器作为一种工具，它可以给予参赛者公平的答题机会和答题时间，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
但大多数抢答器不但制作复杂、可靠性低，而且功能过于简单，仅适用于在单一规则的活动中使用。
作为一个单位，如果专门购一台抢答器在经济上还可以承受，然而由于活动的多样性，去购买各种不同规格的抢答器，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。
目前多数抢答器以下存在五方面不足之处：
第一，现场线路连接复杂。
因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。
选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。
第二，电路复杂。
因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。
采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。
第三
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