基于单片机数字抢答器的设计.docVIP

《单片机原理及接口》 课程设计报告 题 目： 基于单片机数字抢答器的设计 专业名称： 通信 班 级： 学 号： 姓 名： 2011年 月 基于单片机数字抢答器的设计 （） 摘要：实验中的数字抢答器由单片机AT89C51及外围电路构成，通过主程序使抢答成功者的编号显示在数码管上并有报警提醒。该文主要介绍数字抢答器的应用，系统的设计方案论证及系统软硬件的设计和调试。 关键词：抢答器，报警电路，AT89C51 第一章 数字抢答器的概述及设计要求 1.1数字抢答器的概述 对于抢答器来说，我们大家都不陌生，它是用于很多竞赛场合，真正实现先抢先答，让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。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。在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。 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辨认出选手号码。而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，如选手编号显示功能。像这类抢答器，制作过程简单，准确性与可靠性高，而且安装维护简单。对于抢答器的应用，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着有利的方向发展。 1.2设计任务与要求 任务：设计一款实现6人的数字抢答器。 基本要求 （1）抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个开关k1 ~ k6表示。 （2）设置一个系统复位和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 （3）以开关中的某个开关的按下（闭合）作为抢答按键。无人抢答时，6只数码管轮流循环显示1~6（跑马），谁先抢答，数码管停止跑马，对应的数码管亮5次抢答人的编号，并发出声音提示。亮灭5次后，6个数码管同时亮抢答人的编号，其后再有人按键，系统不予响应，直到复位键按下，开始下一轮抢答。 第二章 系统设计方案 2.1抢答器方案论证： 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个开关按钮k1 ~ k6表示。设置一个系统复位清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。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LED数码管上显示，同时扬声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。 我利用单片机元件实现上述功能，而且单片机性能稳定，可操作性强。我只用P0口连接上拉电阻和一个六路的数码管，完成显示选手的功能，开关按键由P1口的P11到P16接口构成，代表六个选手的编号，选手自己能通过开关按钮控制抢答机会。利用P0口做数码管的段选，P2口做位选，共同控制数码管的显示功能，P3.7口的接蜂鸣器用来提醒有选手抢答成功。实验中利用单片机程序判断选手按键是否按下，无人抢答时，6只数码管轮流循环显示1~6（跑马），当有选手按下开关后，数码管在开关所对应的位置显示选手的编号，闪烁显示5次，同时蜂鸣器也不间断响停5下后，六只数码管同时显示抢答成功选手的编号。其后再有人按键，系统不予响应，直到复位键按下，开始下一轮抢答。 如果有选手抢答成功并回答完问题后，主持人通过按键P3.1复位，开始新的问题作答。 由于单片机实现功能更加人性化，只需单电源供电更方便，容易实现。电路结构简单，外围扩展的电路不是很多，这将锻炼我们所学的知识应用到现实生活当中，为我们提供实践的机会。单片机是电子专业发展的方向，更好的使用单片机可以是我们的产品小型化，使用更方便，性能更稳定，功能更齐全，所以我选用单片机加一定的外围设备实现本次课程设计的要求。 2.2设计的原理： MCS-51系列单片机有四组8位并行I/O口，记作P0、P1、P2和P3。每组I/O口内部都有8位数据输入缓冲器、8位数据输出锁存器及数据输出驱动等电路。四组并行I/O端口即可以按字节操作，又可以按位操作。当系统没有扩展外部器件时，I/O端口用作双向输入输出口；当系统作外部扩展时，使用P0、P2口作系统