基于单片机的16路智能竞赛抢答器的设计.docx

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基于单片机的16路智能竞赛抢答器的设计

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姚伟刘彦彦

摘要：以pic单片机为核心设计了一种16路智能竞赛抢答器，该抢答器主要由主持人清零按钮、计分电路、抢答组号指示电路、液晶显示模块和报警电路组成，能够实现抢答时间可调、手动加减计分、报警指示、抢答组号LED灯指示等功能，同时将抢答组号、倒计时时间、选手得分输出在液晶显示屏上。相比于其他抢答器，该抢答器操作简单、智能化程度高、可靠性强、成本低，对于竞赛抢答器行业具有广泛的实用性。

关键词：单片机智能抢答器可靠性强实用

中图分类号：TP36文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0138-04

Abstract：Thepaperdesignsforsixteen-roadintelligentcompetitionrush-answersystemtookthePICmicrocontrollerasthecore.Therush-answersystemforquizmainlyconsistsofhostresetbutton，scoringcircuit，viestoanswerfirstgroupnumberindicatingcircuit，liquidcrystaldisplaymoduleandalarmcircuit，itcanachievethatanswerfirsttimeisadjustable，manuallyaddandsubtractpoints，alarmindicator，viestoanswerfirstsetofLEDlightsandotherfunctions.Atthesametime，viestoanswerfirstgroupnumber，thecountdowntimeandplayersscoringwillbeoutputtedontheLCDscreen.Theresponderoperationissimple，highintelligentdegree，highreliability，lowcost.Ithasextensivepracticabilityforcompetitionresponderindustry.

KeyWords：Singlechipmicrocomputer；Intelligent；Theresponder；Reliability；Practical

随着小规模的知识竞赛越来越多，用户对抢答装置的要求越来越高，操作简单、灵敏可靠、经济实用的小型抢答器将成为许多用户的最佳选择。近年来，抢答器有向集成化、智能化方向发展的趋势，这就必然提高了抢答器的成本[1-4]。目前市场上较多的抢答器是采用小规模集成电路设计或是以51单片机为核心开发的[5-7]，其精度低、抗干扰性差，存在诸多问题，仅能对抢答器的计分加、计分减、抢答组别、倒计时、报警状态的一两个环节进行检测，且抢答时容易受外界信号干扰，而层次性通信结构、硬件技术上层次结构、用户管理层次结构均决定了市场现有抢答器功能的局限性[8-13]。因此，需要将现有的抢答装置进行升级改造，克服现今存在的问题和不足，从而提高抢答器的实用性和智能化程度。

1系统总体设计

一种基于PIC单片机的16路智能竞赛抢答装置，包括主持人清零按钮、抢答按键、控制模块、计时加减选择开关、计分模块、显示模块和报警电路组成[14]。主持人清零按钮、抢答电路、计时加减选择开关、计分模块、显示模块、组号指示模块和报警电路分别与控制模块连接；控制模块是由PIC单片机和外围时钟电路组成；计分模块包括秒脉冲信号发生电路和计分加减选择开关；显示模块由液晶屏和背光调节电阻组成，可实现组号显示、计时显示、计分显示等功能；报警电路是由蜂鸣器、LED指示灯和切断按钮组成[15]。系统结构原理框图如图1所示。

2系统硬件设计

（1）抢答按键模块：该模块是由选手按键和上拉电阻组成，其中按键采用拍压式按键，能够体现抢答选手抢答时的激烈程度，电阻选用10K的色环电阻，以提高按键的灵敏性[7]。用PIC单片机的RC口作为16路抢答矩阵按键的输入口，当有一个按键按下时，则会有一个电平变化信号从RC口流入，经过单片机分析后将抢答组号送显示模块显示，同时点亮组号指示模块对应位置的LED灯，表示该编号选手抢答成功。

（2）计分模块：计分模块是由秒脉冲信号发生电路和选择开关构成，接入PIC单片机的RA1口和RA2口，通过编程来处理单片机RA