四路单片机抢答器Word文档下载推荐.docx
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有人抢答后，系统自动封锁其他选手的抢答按钮，使其不再抢答，从而实现抢答功能。
该系统还增加了抢答倒计时功能，可以调整。
通过自主的设计、编程和调试出一个简单的四路抢答并在液晶屏显示抢答成功者号码；
熟悉C语言编程以及模电的电路知识；
了解单片机仿真系统的使用方法，达到提高综合运用相关知识的能力；
进一步熟悉和掌握Proteus7的使用方法；
掌握单片机系统设计全部过程的目的。
指标及设计要求：
1、能够运用所学的电路、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、单片机原理等课程知识设计基本电子应用系统。
2、能应用电子设计的基本理论，根据所给技术指标，分析系统功能，完成系统的硬件电路设计，对并电路参数进行设计。
3、能够针对所设计的电路，在电脑中用Proteus软件对设计电路进行仿真，并根据仿真结果分析系统是否达到设计要求。
4、能应用撰写设计报告，根据期刊论文要求，撰写系统设计文档。
题目分析
抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。
因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能。
并简化其电路结构。
控制系统的三个模块为：
显示模块、存储模块、抢答开关模块。
该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号，利用1602液晶屏来完成显示功能，用按键来让选手进行抢答，在液晶屏上显示抢答最快的号码及时间，从而实现整个抢答过程。
本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。
系统工作原理本系统采用AT89C52单片机作为核心。
工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，单片机控制的智能抢答器设计。
第2章整体构思
抢答器的设计方案要实现以下功能：
（1）抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮Nnmber1~Number4表示。
（2）设置一个系统清除Startingsystem和抢答控制开关Start，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1602液晶屏上显示，同时蜂鸣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10秒）。
当主持人启动"
开始"
键后，定时器进行减计时（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统禁止抢答，定时显示器上显示01s。
该设计采用AT89C52单片机作为控制系统核心。
该系统可以完成信号识别，运算控制以及显示功能。
具体实现：
硬件电路应能完成以下功能：
参加竞赛者对主持人提出的问题要在最短的时间内作出判断，并按下抢答按键回答问题。
当第一个人按下按键后，则在显示器上显示此竞赛者的号码并进行声音提示，同时电路将其他抢答按键封锁，使其不起作用。
若有人在可以抢答之前按键，应该有违规提示。
电路应该具有倒计时功能，倒计时时间可以设置并显示，在规定时间内没有人抢答则本题作废。
回答完或超时后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮。
图1抢答器原理图
第3章各部分定性说明
3.1抢答器的电路图
如图
（2）所示为电路图，其工作原理为：
接通电源后主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，定时器设定时间，主持人将开关置“开始”，宣布抢答开始时，选手要在规定时间内完成抢答；
定时器倒计时优先判断，编号锁存，扬声器提示。
图2抢答器仿真电路图
3.2液晶屏显示电路
使用液晶屏显示抢答成功者号码、时间。
液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强的特点。
3.3按键控制电路
键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。
键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。
在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。
独立式键盘，键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了8根I/O口线，该键盘就有8个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。
因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。
如图3所示。
图3独立式键盘原理图
最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。
独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用系统键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。
第3章仿真部分
3.1仿真实现
本设计的抢答器的程序采用的是C程序设计，C语言的显著特点是用二进制来编写程序,程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此之间相互独立。
这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。
C语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。
虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。
本次设计的主程序中包括时钟设计程序，定时器中断子程序，数码管显示程序以及按键控制子程序。
抢答器主流程图如图4所示：
图4抢答器主程序流程图
抢答器定时中断流程图如图5：
图5抢答器定时器中断流程图
4.2系统调试和结果分析
具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵。
具有定时功能，在10S内无人抢答表示所有参赛选手对本题弃权。
10S时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。
电路中的六个按键从上到下分别是清零键、开始键和四组选手的按键。
仿真现象及调试结果如图6、图7、图8所示。
1）图6为主持人按下清零键后的截图，此时液晶屏两项均显示0.
1）运行设计，等待主持人开始。
如图6：
图6
2）主持人按下启动键后的截图，液晶屏显示从10秒开始倒计时。
如图7：
图7
3）选手按下时的截图，显示对应的选手编号，例如3号选手，如图8所示：
图8
设计心得体会
这次课程设计是基于单片机设计四路数字抢答器，让我对电子学习也有了更深刻的认识，只有打下良好的基础才会学以致用，才会发挥出作用。
在本次课程设计过程中遇到了许多困难，PROTEUS做出的仿真效果不符合要求，用C语言编写的程序也出现问题，令人头疼不已，后来在经过查找相关资料，在老师同学的帮助下，终于改正了错误。
完成这次课程设计，让我深刻的认识是单片机对于我们专业的重要性，我对单片机的学习还是不够精通，有了这次课程设计的体会，我一定会利用课余时间更深的了解单片机知识。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准，所以这个课程设计对我们的作用是非常大的。
经过二个星期课程设计制作，过程曲折可谓一波三折，点点滴滴无不令我回味无穷。
没有经过实践永远都不会知道结果是怎样的，当实践的结果证实了你要得到的结论时那种心情真是不知如何表达。
我也非常的坚信只要付出了一定会有收获，并且这个过程是很美的享受！
汗水预示着结果也见证着收获。
通过本次课程设计，我真正感受到了那种快乐和喜悦！
并且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，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在此我非常要感谢的是我的指导老师，感谢老师的细心认真的辅导，教给我许多原来不知道的知识。
这次课程设计能够顺利的完成，，同时也离不开指导老师的答疑解惑和同学的帮助。
参考文献
[1]李泉溪.《单片机原理与应用实例仿真》.北京航天航空大学出版社2009年
[2]江世明.《基于Proteus的单片机应用技术》.电子工业出版社2008年
[3]喻宗泉.《单片机原理与应用技术》.西安电子科技大学出版社2005年
[4]万光毅.《单片机实验与实践教程》.北京航天航空大学出版社2003年
附录1源程序
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharnum;
//定义中断变量，num计满20表示1秒时间到
ucharnum1;
//十秒倒计时显示初始值
ucharflag1,flag2;
//清零键及开始键按下标志位
ucharflag3,flag4=0;
//定义键盘按下标志位
#defineLCDPORTP0
sbitLCD1602_RS=P2^0;
sbitLCD1602_EN=P2^1;
sbitsp=P2^2;
//定义蜂鸣器端口
sbitclear=P1^0;
//定义清零键
sbitstart=P1^1;
//开始键
sbitkey1=P1^2;
sbitkey2=P1^3;
sbitkey3=P1^4;
sbitkey4=P1^5;
//key1到key4为选手按键
voiddelay（uintz）//延时函数
{
uinti,j;
for（i=z;
i>
0;
i--）
for（j=110;
j>
j--）;
}
voidWriteCmd_1602（unsignedcharcmd）
LCD1602_RS=0;
LCDPORT=cmd;
delay
（1）;
LCD1602_EN=1;
LCD1602_EN=0;
voidWriteByte_1602（unsignedchardate）
LCD1602_RS=1;
LCDPORT=date;
voidInit_1602（）
WriteCmd_1602（0x38）;
WriteCmd_1602（0x0c）;
//光标不显示地址
WriteCmd_1602（0x06）;
WriteCmd_1602（0x01）;
voidbeep（）//定义蜂鸣器函数
sp=0;
delay（500）;
sp=1;
//delay（500）;
voiddis（uchar*p）
while（*p!
='
\0'
）
{
WriteByte_1602（*p++）;
}
voiddisplay_init（）
WriteCmd_1602（0x80）;
dis（"
SerialNumber:
"
）;
WriteCmd_1602（0x80+0x40）;
SurplusTime:
WriteCmd_1602（0x80+0x40+13）;
00s"
voiddisplay_num（uchara）//选手编号显示函数
WriteCmd_1602（0x80+15）;
WriteByte_1602（a）;
voidclr（）//清零函数（主持人按下清零键后数码管显示0）
WriteByte_1602（'
0'
voiddis10s（）//十秒倒计时显示函数
ucharshi,ge;
shi=num1/10;
ge=num1%10;
WriteByte_1602（shi+0x30）;
WriteCmd_1602（0x80+0x40+14）;
WriteByte_1602（ge+0x30）;
}
voidplayer（）//选手按键检测函数
if（key1==0&
&
flag4==0）
delay（10）;
if（key1==0&
{
display_num（'
1'
TR0=0;
flag1=flag2=0;
flag4=1;
beep（）;
while（!
key1）;
}
if（key2==0&
if（key2==0&
2'
key2）;
if（key3==0&
if（key3==0&
3'
key3）;
if（key4==0&
if（key4==0&
{
4'
key4）;
voidkeyscan（）//检测按键
if（clear==0&
flag2!
=1）//判断清零键，判断语句的作用是按下开始键清零键失效
if（clear==0&
=1）
clear）;
//等待按键释放
flag1=0;
flag2=0;
flag3=0;
flag4=0;
num=0;
num1=10;
clr（）;
//清零
flag1=1;
//按下清零键标志位
}
if（flag1==1）//如果按下清零键
{
if（start==0&
flag3==0）//判断开始键,判断语句的作用是按下开始键后开始键失效
delay（10）;
if（start==0&
flag3==0）
{
flag2=1;
flag3=1;
while（!
start）;
}
if（flag2==1）//按下开始键
TR0=1;
//启动定时器0
dis10s（）;
player（）;
voidmain（）
{
TMOD=0x01;
//设置定时器0工作方式1
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
//开总中断
ET0=1;
//开定时器0中断
Init_1602（）;
display_init（）;
while
（1）//一直检测按键
keyscan（）;
voidT0_ser（）interrupt1
num++;
if（num==20）
num=0;
num1--;
if（num1==0）
TR0=0;
flag1=0;
flag2=0;
num1=10;
clr（）;
beep（）;
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