基于单片机的四路抢答器设计资料.doc

基于单片机的四路抢答器设计资料 第一章 任务要求 1.1任务简介 13.3? 基于MCS-51单片机的四路抢答器 抢答器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，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。本节介绍一种利用8951单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的四路抢答器。 本设计的题目是四路抢答器，本设计论文是以单片机为核心设计的。 1.2任务要求 1,设计4组参赛的抢答器,每组设置一个抢答按钮. 2,电路具有第一抢答信号鉴别功能,抢答成功后,显示组别,发出声音. 3,设置记分电路,每组开始预置0分,抢答后由单片机记分,答对一次加1分. 1.3任务目的 一，了解单片机的工作原理； 二，掌握多位共阳数码管动态扫描显示驱动及编码； 三，掌握AT89S51的工作原理； 四，掌握用C语言的设计思想； 五，掌握原理图及及工作原理； 六，通过思四路抢答器语言设计，提高团队合作精神； 第二章 方案论证与分析 2.1抢答器的设计分析 传统的抢答器都是静态扫描,受现场环境影响很大.本文介绍的4路无线抢答器,是以89s51单片机为核心制成的,其功能为连续可调的0到9位的加分 ,抢答有效有蜂鸣铃声并显示组别00分,答对为加1分 ,由主持人手动复位 ,所以此抢答操作方便,在很多的场所都可以使用,并且给人的视觉效果非常好. 13.3? 基于MCS-51单片机的四路抢答器 抢答器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，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。本节介绍一种利用8051单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的四路抢答器。 13.3.1? 硬件设计 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。 完成上述功能的电路包括时间设定开关、声光显示、按键控制以及按键锁存等部分，如图13.6所示。 各电路模块的功能如下。 ·? 单片机部分：通过读取P3.7～P3.3的状态决定倒计时时间；通过读取P1.3～P1.0的状态读取按键情况；通过P2.4～P2.2控制显示模块以显示按键者的号码和倒计时所剩时间；通过P0.1控制蜂鸣器。 ·? 时间设定模块：以拨码开关U3作为倒计时时间的选择信号。若P3.7通过U3接地，倒计时时间为10s；若P3.6通过U3接地，倒计时时间为8s，若P3.5通过U3接地，倒计时时间为6s，若P3.4通过U3接地，倒计时时间为4s。判断时P3.7优先级最高，P3.4优先级最低。 ·? 按键模块：KEY1～KEY4的信息可以直接传输到P1.3～P1.0。单片机一旦检测到有按键按下，立即将P1.4置为低电平，将按键信息锁存，以免后来的按键对其产生影响。KEY1～KEY4为抢答按键，KEY5为主持人控制按键。 ·? 数码管显示模块：数码管显示模块由一片MAX7219和3个数码管组成。其中U5用来显示按键者的编号，U6、U7在倒计时时显示还有多长时间，如果有人犯规抢答，U6～U7显示“FF”。 ·? 蜂鸣器模块：蜂鸣器在主持人发出可以抢答信号、有人按下抢答按键和倒计时时间到等3种情况下发出蜂鸣声。 ? ???????????? 13.3.2? 程序设计 抢答器工作过程如下。 ·? 首先主持人选定倒计时时间，单片机扫描U3以获取此信息。如果没有人为设置，默认为10s。 ·? 在按下抢答按键之前，3个数码管全部显示“0”。 ·? 按下抢答按键之后，蜂鸣器响一声，单片机开始倒计时，数码管U6和U7显示倒计时时间，数码管U5显示“0”。 ·? 如果有竞赛者率先在规定时间内按键，则蜂鸣器响一声，数码管U5显示该竞赛者的编号，U6和U7停止更新。 ·? 如果在主持人未按下抢答按键的时候有选手抢答，则此时蜂鸣器响一声，U5显示犯规者的编号，U6和U7显示“FF”以指示有人犯规。 ·? 如果在规定时间内无人按键，则U5显示“0”，U6和U7显示“EE”以指示无人按键。 ·? 无论是在规定时间内有人按键、在规定