基于单片机的抢答器设计.doc

【标题】基于单片机的抢答器设计 【作者】夏先禄 【关键词】抢答器??单片机??控制? AT89C51 【指导老师】孙艳菱 【专业】电子信息科学与技术 【正文】1、绪论1.1抢答器/计时器的背景随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。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。自20世纪70年代单片机问世以来，它以其极高的性价比，受到人们的重视和关注，应用十分广泛，发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，而且价格低廉，可靠性强，灵活性好，开发较为容易。由于具有以上优点，在我国，单片机广泛应用于各种测控领域，用以实现各种测试和控制功能。????????1.2抢答器/计时器的现实意义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。目前的抢答器多还是以早期的模拟电路、数子电路为主。其功能比较单一,精度不够高,电路复杂,可靠性低,特别是抢答路数增多时,实现起来更加困难。因此,提高抢答器的性能,使其具有更强的功能、使用可靠方便已成为抢答器发展的一个方向。随着集成技术和计算机技术的发展,单片机作为其一个分支亦于20?世纪80?年代以来获得了飞速发展,各种新品不断涌现,使单片机的应用更加深入,灵活性也大大增强。1.3抢答器/计时器完成的功能本文介绍的一种以AT89C51单片机为核心的八路抢答器系统,它充分利用了单片机系统的优点,具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。该系统主要是将选手的抢答信号输入单片机内进行处理后，并最终在LCD显示器上显示出最先抢答的选手号数。该系统还设有判断抢答犯规、自动复位以及倒计时等功能。在条件的允许下还可以扩展为16路或者增加计分等功能。由于实现此抢答器所需的硬件只是一块AT89C51芯片、数码管和按键等，所以成本比较低，适用于许多场合。1.4单片机的发展简介?电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。从1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向着高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体的说就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。虽然单片机只是一块芯片，但从功能和组成上，它已具有了计算机的属性，为此它称为单片微型计算机，简称单片机。由于其主要应用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调其控制属性，在国际上，又将其称为微控制器MCU(MicroController Uint)[1]。1.5 MCS-51系列单片机简介1.5.1总述?单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器?(CPU)、随机存储器(RAM)、程序存储器(ROM)以及各种输入、输出接口和一些其他功能，来实现计算机的部分功能，因而被称为单片微型计算机。MCS-51单片机主要包括以下功能部件[3]：(1)?? 8位的CPU。(2)?? 4K字节的片内程序存储器(ROM)。(3)?? 128字节的片内数据存储器(RAM)?。(4)???可扩展外部RAM和ROM各64K字节，即可寻址ROM和RAM范围各为64K字节。(5)?? 2个16位的定时器/计数器T0和T1。(6)?? 4个8位并行I/O口：P0、P1、P2、P3。(7)?? 1个全双工串行I/O口，可实现多机通讯。(8)?? 21字节的专用寄存器(SFR)。(9)?? 5个中断源，可编程为2个优先级。(10)??片内自带振荡器，还可作为时钟输出。(11)??片内采用单总线结构。(12)??采用单一的+5V电源供电。MCS-51系列单片机主要是指INTEL公司生产的以51为内核的单片机芯片，包括51子系列和52子系列。51子系列中，常见的有8031、8051、8751等等。它们，唯一的区别就是片内的ROM不同。8031内部没有RO