八路抢答器硬件部分.doc

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目：基于单片机的八路智能抢答器设计 二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 范力旻 职称： 副教授 2013年12月30日至2014年1月10日 目录 1.绪论 3 1.1课题研究背景及意义 3 1.2课题研究的内容 3 1.3系统需求分析 4 2.系统设计方案论证 5 2.1 方案设计 5 2.2 系统需求分析 5 3.总体设计方案 7 3.1 单片机的选择 7 3.2抢答器方案论证 8 4.系统硬件电路设计 9 4.1总体设计结构图 9 4.2最小系统电路设计 9 4.2.1时钟频率电路图 9 4.3输入电路设计 10 4.3.1按键电路的设计 10 4.4输出电路设计 11 4.4.1 报警电路设计 11 4.4.2 数码管显示电路 12 4.4.3 电源电路设计 13 图4-8稳压电路系统结图5.软件设计 14 5.软件设计 15 5.1主程序结构图 15 5.2主程序流程图 15 6 设计方案评价及使用方法 17 7.实物制作 18 7.1电路板焊接 18 7.2电路板调试 18 8.总结与致谢 20 8.1科研实践总结 20 附录 21 1.绪论 1.1课题研究背景及意义 1课题简介 抢答器是一种广泛用于企业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的电子设备。随着集成技术和计算机技术的发展，单片机作为一个分支亦于20世纪80年代以来获得了飞速的发展，各种新品不断涌现，使单片机的应用更加深入，灵活性大大增强。应用单片机的八路抢答器系统具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。 2课题设计目的 此次设计以80C52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子抢答器，与数码管、蜂鸣器、键盘等构成八路抢答器，利用单片机的延时电路、上电复位电路、数码管显示、定时/中断等电路。设计的八路抢答器具有倒计时、实时显示抢答选手的号码、答题计时、分数可调和计分可查的特点。 1.2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。 1抢答功能 通过八路按键配合程序来实现抢答功能。当主持人按下抢答开始键后，此时任一路按下抢答按钮均闭锁其他各路按钮，由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及其当前倒计时。 2抢答限时 主持人按下抢答键后，设置5s为抢答时间（此时间可调）。若5s内无人抢答，倒计时为零时发出报警，说明该抢答题目作废。此时封闭所有抢答按键，只有主持人再次按下抢答按键开始下一次抢答方可开始抢答。 3答题限时  当主持人按下答题按钮后，开始计时，若答题时间过长，倒计时为零时报警，说明答题时间到。 4计分功能 当按下加减分键后可实现加减计分，分值可在1～999之间设置。如果各题分值相同，可在第一次设定分值后直接按加减键来实现计分。 5查询功能 当按下查询键后，可查询各路的分数。按下分组数可直接显示当前台数及其分值，比如按下1，显示台数为1，分值为其当前实际分值。 通过研究并在设计验证后发现，此方法简单可靠，抗干扰能力强。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。 1.3系统需求分析 1、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。 2、抢答限定时间和回答问题的时间可以在1～99s设定。 3、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。 4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。 5、抢答限定时间内使用道具回答时间将加15s，但只能使用两次。 6、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。  2.系统设计方案论证 2.1 方案设计 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。 本系统采用模块化设计的八路抢答器，在抢答比赛中广泛应用