基于单片机智能抢答器的设计（附程序）.doc

江苏技术师范学院 继续教育学院 毕业设计（论文） 题 目 基于单片机智能抢答器的设计C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，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。用开关做键盘输出，扬声器发声提示。同时系统能够实现：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，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 关键词：80C51，LED数码管，抢答器，计时  目 录 第一章 绪 论 1 1.1 课题研究的相关背景 1 1.2 选题的目的和意义 1 1.3 课题研究的内容 1 1.4 国内外研究现状 2 1.5 抢答器目前存在的主要问题 2 第二章抢答器的系统概述 3 2.1 系统的主要功能 3 2.2 系统需求分析 4 2.3 抢答器的工作流程 4 2.4 抢答器的工作过程 5 2.5 80C51特殊功能寄存器 6 2.6 80C51的功能及简介 7 2.7 抢答器的优点及组成 8 2.8 本章小结 8 第三章系统总体方案的设计 9 3.1 硬件电路的设计 9 3.2 总体原理图 10 3.3 时钟频率电路的设计 10 3.4 复位电路的设计 11 3.5 显示电路的设计 12 3.6 键盘扫描电路的设计 13 3.7 发声电路 15 3.8 本章小结 15 第四章软件设计 16 4.1 主程序系统结构图 16 4.2 软件任务分析 16 4.3 程序流程图 17 4.4 主要程序分析 18 4.5 本章小结 28 第五章Proteus 7 Professional仿真系列组图 29 5.1 复位图 29 5.2 设置计时时间 29 5.3 非法抢答并显示座号 29 5.4 抢答成功并显示倒计时 30 5.5 本章小结 30 第六章总结与展望 31 6.1 总结 31 6.2 展望 31 参 考 文 献 32 致 谢 33 第一章 绪 论 课题研究的相关背景 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、选手得分显示等功能。 本课题利用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，数码管能够正确地显示时间。通过本课题设计与调试，提高动手能力，巩固已学的理论知识，建立，了解各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算的各个单元电路上述时间，改完后结束键确定。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后五秒扬声器发声提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发声。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。 通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。 国内外研究现状 抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作可靠性低实现起来困难有的则用一些专用的集成块而专用集成块的购买又很困难为适应高校等多代表队单位活动的需要设计一个抢答器这种抢答器具有电路简单元件普通易于购买等优点很好地解决了制作者制作困难难于购买的问题。 抢答器的系统概述 2.1 系统的主要功能 本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、计时显示、提示功能等、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等。 参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按钮做开始与结束控制，根据活动参赛者的层次，对提前抢答者的行为设定为非法或阻隔，若设有非法抢答控制功能时，在主控处带有公示性显示的非法抡答者的台位号，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。 系统的主要功能模块方框图如图1所示。 图1 系统主要功能模块 本系统采