单片机课程设计八路抢答器设计.docVIP

摘 要 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。作为一个单位，如果专门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。 本设计是以八路抢答为基本理念。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 目 录 1 绪 论 1 1.1 课题研究的相关背景 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 抢答器目前存在的主要问题 1 2 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 AT89C51特殊功能寄存器 6 2.6 AT89C51的功能及简介 7 2.7 抢答器的优点及组成 8 3 系统总体方案的设计 10 3.1 硬件电路的设计 10 3.2 总体原理图 11 3.3 时钟频率电路的设计 13 3.4 复位电路的设计 14 3.5 显示电路的设计 14 3.6 键盘扫描电路的设计 16 3.7 发声电路 18 3.8 系统复位 19 4 软件设计 21 4.1 软件任务分析 21 4.2 程序流程图 22 4.3 主程序系统结构图 23 5 总结 24 附录A: 器件选型方案及详细清单 25 附录B: 主要程序分析 25 附录C: 实物图 37 参 考 文 献 39 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。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。[2]。 抢答器目前存在的主要问题 随着改革开放事业的不断深入，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校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作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。 而且目前多数抢答器存在3个不足之处[3]： 第一，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。 第二，电路复杂。因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。 第三，选手抢按成功，但出现没有抢答被记录的问题。 抢答器的系统概述 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（根据需要可另设或多设相关功能）、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等（根据需要也可另设或多设相关功能）。 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