八 路 抢 答 器.docx

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八路抢答器

题目：

八路抢答器

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

完成时间：

2010年6月24日

成绩：

八路抢答器

一、前言：

当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。

随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的发展，使单片机也得到迅速的发展，单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具有生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机，特别适用控制领域，故又成为微控制器。

单片机的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域，它起到了越来越重要的作用。

它已经成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。

抢答器是一种广泛应用于企事业单位和商业部门，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用电子设备，也是一种逐渐成型的电子产品。

它是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，竞赛者而已分为若干个组，抢答是各组对主持人提出的问题在最短的时间内作出判断，并按下抢答器按键回答问题。

当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。

回答完问题后，主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮的抢答。

由于单片机的处理器速度选择的是12M的晶振，因此，分辨速度可以达到微妙数量级，从而保证了抢答时的公正性和准确性。

二、设计目的：

1、通过八路抢答器的设计，掌握软硬件的综合应用；

2、深入了解汇编语言和指令系统；

3、学会使用4位LED显示器动态显示和编程；

4、了解掌握独立式按键电路和对应软件处理程序；

5、初步掌握应用系统的设计。

三、元器件功能：

1、抢答器显示模块：

显示模块主要是显示抢答和回答的时间，组别号，正确抢答和犯规抢答的显示等。

由于只需要显示时间和组别的数字而已，信息量比较少，使用了传统的数码管显示，操作简单。

数码显示是采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。

如图

（一）所示为电路框图。

其工作原理为，主持人不按“开始按钮”，正常抢答还没开始，这时哪位选手按下抢答器，就显示犯规；主持人按下“开始按钮”时，宣布“开始”抢答器工作。

定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

选手在定时时间内抢答时，抢答器完成。

在规定时间内没抢答，这一轮抢答无效，并且在倒数5秒时有报警声提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答。

如果再次抢答必须由主持人再次操作按下"开始按钮"状态开关。

图

（一）

2、控制模块：

2.1、采用AT89C51作为系统控制器的CPU。

单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于功耗低，体积小、技术成熟等优点，使其在各个领域应用广泛。

2.2、资源分配：

如图

（二）所示，P0口用来作为LED段选输出口，P2.0~P2.2作为LED位选输出。

P1口作为八路抢答输入口，P3.0为开始按钮输入口，P3.1为停止按钮输入口，P3.2~P3.5分别作为抢答时间和回答时间，加减一秒调节按钮，P3.6作为蜂鸣器输出口。

图

（二）

3、独立式键盘：

由于此设计按键要求不多，所以用了独立式键盘，键盘中各个按键的工作互不干扰。

分别设立了一到八组选手抢答器，一个复位按钮，一个开始和一个停止按钮，四个用于调整抢答时间和回答时间的按钮。

4、数码LED显示器：

采用动态显示，显示器由4个共阴极数码管组成。

其中只采用了三位显示，第一位显示选手抢答号数，第二位不亮，隔开作用。

第三第四位显示倒计时。

5、报警装置：

选择PNP功放电路，驱动喇叭响装置，分别送以高低电平即可发出声音和关闭声音。

置1高电平时响，置0低电平时停止。

如图（三）。

图（三）

6、外接晶振电路和复位电路：

当整个系统被修改过回答时间和抢答时间后，可以按下复位按钮进行恢复默认系统值。

电路如图（四）所示。

图（四）

7、时间调整装置：

此系统分别设置了抢答时间和回答时间，而考虑到不同情况下需要，所以此两个时间可以根据需要修改。

修改范围为0s~99s。

如图（五）所示。

图（五）

四、功能描述：

主持人按“开始按钮”键，会有提示声，并立刻进入抢答倒计时（预设20s抢答时间），如有选手抢答，会发出提示声，并会显示其号数并会立刻进入倒计时（预设60s回答时间），但不进行抢答查询，所以只有第一个最先抢答的选手有效，这是主持人再按开始键不会受影响。

倒数时间到最后5s倒计时时每秒会响一下提示音以提示选手。

如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按“停止按钮”键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按“开始按钮”进入下次抢答环节。

如果主持人未按“开始按钮”表明抢答，有选手按了抢答键，做犯规抢答处理，LED显示器上会不断闪烁FF和犯规选手号数，并响个不停直到按下“停止按钮”键才停止报警。

开始抢答后，选手必须在规定抢答时间内抢答，过了时间，则认为此轮抢答无效。

如果想根据题目难易不同而调节抢答时间和回答时间，可以按“抢答时间”和“回答时间”按钮进入调节状态，此时会显示原设定的抢答时间或回答时间值。

分别有“+1s”和“-1s”键可以根据需要调节时间加一秒或减一秒，时间也会在LED上显示改变的同步时间，调整范围设定为0s~99s，0s再减1s会跳到99s，99s再加1s会变到0s。

调整好时间后要按确定键“开始按钮”，然后再次按下“停止按钮”方可进行抢答准备。

如果想回到默认设定系统，直接按“复位”键，这时系统会恢复最原始状态。

五、软件设计流程图：

5.1、抢答器软件设计流程图：

5.2、数码显示软件设计流程图：

5.3、蜂鸣器音频输出软件设计流程图：

5.4、倒计时子程序流程图：

六、软件程序分块模式：

1、程序初始化；

2、主程序；

3、查询程序；

4、非法抢答处理程序；

5、INT0中断（抢答时间R1调整程序）；

6、INT1中断（回答时间R2调整程序）；

7、倒计时程序（抢答和回答倒计时都去调用该程序）；

8、正常抢答处理程序；

9、犯规抢答程序；

10、LED显示程序；

11、延时程序和发声响铃程序。

七、元件清单：

八、设计总结：

通过一个星期的奋斗和准备，我终于把这次课程设计圆满完成，完成过程跌宕起伏，也总算顺利完成了。

通过网上查找资料和图书馆借的两本书查询，结合同学们的帮助才完成了此次课程设计。

本设计主要介绍了用单片机实现的抢答器的软件设计方法，系统以AT89C51芯片为核心，主要采用中断和定时控制系统。

通过设计，我对单片机有了更深的体会，对编程的思想和I/O口的使用有了更深的了解和掌握，以及在常用汇编语言的编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈出了一大步。

这次课程设计让我把单片机的理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合的特点，从中更懂得理论的重要性，是实践的基础，对我以后参加工作或继续学习将会产生巨大的帮助和影响。

学习就是在一步一步积累的过程。

设计时，程序的调试和编译是一个很大的挑战，因为结合的资料多，导致在调试时，中断乱跳，检查很久都不知原因，所以功能方面一直无法显示。

而且编写程序时也需要时刻细心，一点小错误都会导致程序编译不过的，例如一个标点符号就可以弄很久。

调用子程序时要有条理。

在此也感谢对我本次课程设计提供帮助的热心人。

九、参考文献：

[1]、单片机技术及系统设计周美娟肖来胜北京：

清华大学出版社，2007.8

[2]、8051单片机实践与应用吴金戌北京：

清华大学出版社，2003.9

[3]、单片机典型系统设计实例精讲彭为北京：

电子工业出版社，2006.5

[4]、单片机开发与典型应用设计，谢筑森,张辉等中国科学技术大学出版社，1997

[5]、豆丁网

附录一：

硬件电路原理图