03120117_林煜坤_声光显示智力竞赛抢答器设计_不答辩_查重[精品].doc

吉林大学珠海学院 毕 业 设 计 声光显示智力竞赛抢答器设计 系 别： 电子信息系 专 业 名 称： 电子信息科学与技术 学 生 姓 名： 林煜坤 学 号： 指导教师姓名、职称： 张贺东 副教授 完成日期 摘 要 声光显示智力竞赛抢答器由主体电路扩展电路和主体电路组成，这是一个用以供参赛组进行智力竞赛的装置。主体电路分为两部分：一部分是主持人控制开关启动音响电路，另一部分是将参赛组的输入信号在显示器上输出优先编码电路、锁存电路、译码电路。抢答器在显示器上主要是经过脉冲电路和译码电路的方式运行，然后将脉冲形成的信号在显示器上构成扩展电路。本次设计的声光显示竞赛智力抢答器在总体设计方案和功能特性上都做了各种改进。抢答器的主要功能：（控制清零；抢答器数据锁存功能。其他人再无效主持人清零；（）扬声器发出短暂显示器上显示定时器自动减计时。（）始时间直到系统被清零；（）报警并禁止选手超时抢答 Keywords： Latch circuit；Decoding circuit; Audio circuit; Extended circuit 目 录 1 绪 论 5 2 方案论证 6 2.1 方案设计 6 2.2 方案选择与论证 7 3 系统硬件设计 9 3.1 芯片的选择 9 3.1.1 控制器的选择 9 3.1.2 显示模块的选择 9 3.1.3 键盘的选择 10 3.1.4 芯片最终选择方案 10 3.2 AT89C51单片机 11 3.2.1 51单片机的功能特性 11 3.2.2 AT89C51单片机结构说明 12 3.3 硬件的构成和功能 14 3.3.1 抢答器的硬件图 14 3.3.2 时钟频率控制电路 14 3.3.3 复位电路的设计 15 3.3.4 报警电路的设计 15 3.3.5 显示电路的设计 17 3.3.6 键盘扫描电路的设计 18 4 系统软件设计 21 4.1 系统主程序设计 21 4.1.1 系统主程序设计思路 21 4.1.2 主程序框图 21 4.2 键盘扫描程序设计 22 4.3 显示程序设计 23 5 系统调试与软件仿真 24 5.1 软件调试 24 5.2 Proteus仿真 25 6 结 论 28 附 录 29 参考文献 40 致 谢 411 绪 论 早期时候并没有抢答器，所以当我们在组织竞赛抢答活动时，只能是在旁边安排一位监视员，以敲锣的方式判断比赛过程哪一位选手最先举手决定答题权归谁所有，这种方式存在着极大的不公平、不公正隐患。随着电子科学技术地不断进步，抢答器应运而生。人们研究出了亦二极管编码方式为主要电路的电子抢答器和以继电器作为转换的电子抢答器。这两种虽然在一定程度上提高了竞赛场合的公平性，但是在当时的制造成本极高，不仅电路复杂，而且可靠性较低，体积较大，难以做到广泛推广。 声光显示智力竞赛抢答器在学校及电视台等单位举报的智力赛中有着不可或缺的地位。以往，举办方大多采用答题板的办法判断选手的答题权，经常会造成因主持人主观判断错误导致比赛的不公平。 如今单片机智能控制已逐步取代传统的数字逻辑电路控制系统。抢答器由起初的只具有抢答锁定一个功能，发展到具有定时、倒计时、自动复位、声音报警、按键发光、屏幕显示等多种功能技术合并，其发展速度是极快的。现在，智能抢答器逐渐成为被各种智力和知识竞赛场合所广泛应用的一种不可或缺的工具。现在所使用的抢答器在制作过程上过于复杂，难以实现大范围推广；有的又使用购买难度较大的专业集成块。多数的抢答器由单片机和外围电路组成，单片机的采用使得电路极为简单，但功能并不比一般的抢答器少。 由此可得得出，重新研究一款新型的面向中端的声光显示智力竞赛抢答器有着非凡的重要意义，对于当今社会形势，这个设计研究有一定的可行性。对于这种抢答器的输入如果能够实现实时智能化，就可以大幅度地减少因操作失误消耗浪费的时间，从而提高各种竞赛的稳定性和公平性，使其更加简单实用。所以我们极需要研究设计出一种以功能多用、便捷经济的单片机为基础的声光显示智力竞赛抢答器。 2 方案论证 2.1 方案设计 为了实现上述抢答器的功能，我们提出了两种设计方案。一，基于逻辑数字电路控制的抢答器，二，以单片机为核心控制的抢答器。? 方案一：? 定时抢答器由主体电路和扩展电路构成。主体电路实现抢答功能，当一轮抢答开始后，主持人按下开始按键，数码管上显示出第一位抢答的选手的编号，同时封锁输入电路使其他抢答选手的按