单片机课程设计(八路抢答器).pdfVIP

摘要

随着社会的不断发展和科学技术的不断提高，各种工业自动化不断升级，电

子技术得到了飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、农业、电力、

电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了

传统的控制系统的常规电子线路。本设计是以八路抢答为基本理念，考虑到需设

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和抢答的号码。用开关

做键盘输出，扬声器发生提示，并且有警告灯显示。

关键词：单片机，抢答器，显示

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目录

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第一章概述

1.1课题背景

随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用

也就显而易见。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，使用起来

不够理想。因此设计一更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现

在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称，所以若利用单片机来设

计抢答器，便使以上问题得以解决。

1.2课题的意义与发展方向

随着电子技术的发展，抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于企业单位、

学校和电视台，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速的裁决。它能迅速、

客观地分辨出哪位选手最先按下的抢答键，大大增强了比赛的公平性，给人们带

来了很大的方便。而随着科学技术的不断发展，以单片机作为主控制器的抢答器

占据了主要的地位。

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目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电

视、雷达、通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟

测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术

的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范

围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。

第二章硬件电路设计

2.1系统的控制要求与总体结构

系统的控制要求：

1.给主持人设置一个开关，用来控制系统的重启（编号显示数码管重置初

始时间）和抢答器的倒计时开始。

2.抢答器显示和倒计时的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答器按钮，

编号立即锁存，并在LED数码上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。

此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

系统的总体结构：

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图2-1八位抢答器总体电路图

2.2外部振荡电路的设计

图2-2八位抢答器外部振荡电路

一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚

产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率为11.0592HZ。电路中两个电容C1,C2

的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对振荡器的频率进行微调。C1,C2的典型值为30PF。

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2.3复位电路的设计

单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平

即可实现复位,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图2-3

所示:

图2-3八位抢答器复位电路

在方案中使用到了硬件复位和软件复位两种功能,由上面的硬件复位可使寄

存器及存储器的值都恢复到初始值,而前面的功能提到了倒计时间需要有记忆功

能,该功能实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位,所以设定了软复位

功能。软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过一条跳转指令让

它跳转到程序执行的起始地址。

2.4显示电路的设计

显示电路使用了