基于单片机的六路抢答器设计与制作.doc

毕业设计（论文） 题 目： 基于51单片机的六路抢答器设计与制作 系 部： 电子信息技术系 专 业： 电子信息工程 学 号： 070306xxx 学生姓名： xxx 　 指导教师姓名： xx 　 指导教师职称： 副教授　　 二○一○年 五 月 八 日  摘 要 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 本设计是以六路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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，扬声器发生提示。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： AT89C51 LED数码管 抢答器 计时 报警  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 3 第二章 抢答器的系统概述 4 2.1 系统的主要功能 4 2.2 系统需求分析 5 2.3 抢答器的工作流程 5 2.4 抢答器的工作过程 6 2.5 器件选型方案及详细清单 7 2.6 AT89C51特殊功能寄存器 7 2.7 AT89C51的功能及简介 8 2.7.1 AT89C51单片机的内部结构图 8 2.7.2 AT89C51单片机 9 2.8 抢答器的优点及组成 10 第三章 系统总体方案的设计 11 3.1 硬件电路的设计 11 3.2 总体原理图 12 3.3 时钟频率电路的设计 12 3.4 复位电路的设计 13 3.5 显示电路的设计 14 3.5.1 显示模块在系统软件中的安排 14 3.6 键盘扫描电路的设计 16 3.6.1 键盘抖动的软件处理 17 3.7 发声 17 3.8 系统复位 18 3.9 本章小结 19 第四章 软件设计 20 4.1 主程序系统结构图 20 4.2软件任务分析 20 4.3 程序流程图 21 4.4本章小结 22 第五章 Proteus仿真系列组图 23 5.1系统仿真图 23 5.1.1复位图 23 5.1.2设置计时时间 23 5.1.3非法抢答并显示座号 23 5.1.4抢答成功并显示倒计时 24 5.1.5三号选手抢答成功 25 5.2本章小结 25 总结 26 参考文献 26 致 谢 27 附录一 28 附录二 34  第一章 绪 论 1.1 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/计数器定时和记数的原理，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。 1.2 选题的目的和意义 通过这次课程设计,掌握51单片机的原理,了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、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。初步掌握的调整及测试方法。 1.3 课题研究的内容 本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为15s，回答问题时间为10s。通过加键和减键修改上述时间，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，