四路抢答器设计报告.docx

四路抢答器设计报告 PAGE PAGE 2 四路抢答器 设 计 报 告 专业：物理学 班级：09物理学2班 姓名：xxx 学号：200906101226 姓名：xxx 学号：200906101251 姓名：xxx 学号：200906101225 姓名：xxx 学号：200906101208 姓名：xxx 学号：200906101231 指导老师： xx 日期：2012 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。本设计是以四路抢答为基本理念，考虑到依需要设定限时和记数的原理，利用AT89C52单片机以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，将软件、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，蜂鸣器给出声响提示。同时系统能够实现：抢答开始后，若有选手先按动抢答按钮，该选手编号就会在显示器上显示同时蜂鸣器会发出音响，而且禁止其他选手抢答。优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器同时具有限时抢答功能。当主持人按下按钮后，定时器开始倒计时，并显示倒计时时间（15s）。如果时间已到，无人抢答，则本次抢答无效。本次实验巧妙运用单片机技术，大大的减少了电路的复杂性。 关键词：AT89C52 数码管 抢答器 计时 目录 一、设计任务和要求 ………………………………… 4 二、方案的选择的论证……………………………… 5 三、原理图…………………………………………… 7 四、电路图及工作原理……………………………… 9 五、组装与调试……………………………………… 10 六、电路的特点……………………………………… 12 七、元器件列表………………………………………13 八、参考文献…………………………………………13 九、感想和体会………………………………………13 十、附录……………………………………………… 17 一、设计任务及要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。由主持人控制抢答开始开关和系统清零开关， 用数码管抢答倒计时间，由“15”倒计到“00”时，无人抢答，蜂鸣器给出响声提示。选手抢答时，数码管上显示选手组号，同时蜂鸣器给出响声提示，倒计时停止。 2、设计要求 1） 抢答器同时供4名选手，用1、2、3、4表示4名选手，选手各用一个抢答按钮，按键的编号与选手的编号相对应。2） 主持人控制两个按钮，作用是整个系统的清零以及抢答的开始。 3） 抢答器具有数据锁存与显示功能。抢答开始后，若有选手按动按钮，则其编号立即在数码管上显示出来，并锁存该信号，蜂鸣器给出声响提示。同时，禁止其他选手再抢答。 4）抢答器具有定时抢答的功能，主持人可以根据需要设定时间。当主持人启动开始按钮后，则定时器进入减计时并在数码管上显示剩余时间。 5）参赛选手再设定的时间内进行抢答，则抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6）如果在设定时间内没有选手抢答，则本次抢答无效，系统封锁输入电路，禁止选手超时抢答，定时器上显示00。 二、方案的选择论证 方案1 用《数字电子》和《电工电子基础实践教程》所学的自锁开关、与门、或非门、电容、电阻、NE555定时器、74LS375锁存器、74LS148编码器、CD4511译码器以及共阳极数码管等来实现抢答器的功能。抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。其总体框图如下： 抢答按钮 抢答按钮 触发器 锁存电路 译码电路 主持人控制开关 控制电路 报警电路 秒脉冲产生电路 定时电路 译码电路 显示电路 显示电路 方案1总体框图 方案2 根据设计要求，系统采用6个独立式键盘作为按键，通过单片机不停地扫描按键来控制LED数码管的显示以及蜂鸣器，当按下启动按键后，经单片机处理，输出控制信号，数码管从15开始进入减计时并在数码管上显示剩余时间，在有选手按下按键时，就会有对应于这个按键的编码在数码管上显示，同时蜂鸣器给出声响来提示主持人和选手；如果在15秒内没有选手抢答，则本次抢答无效，系统封锁输入电路，禁止选手超时抢答，定时器上显示00。系统的工作原理采用AT89C52的单片机作为核心，控制系统四个模块分别为：抢答开关模块