基于51单片机的四路电子抢答器设计报告书.docx

电子科协竞赛项目报告书

参赛作品：基于51单片机的四路电子抢答器

小组成员：THXZ

专业班级：电信1005班

报告提交日期：2011年3月16日

II

目录

1设计要求与功能 4

1.1设计基本要

求 4

2硬件设计 4

2.1控制系统及所需元件 4

2.2抢答器显示模

块 5

2.3电源方案的选择 6

2.4抢答器键盘的选择 6

2.5蜂鸣器模块 7

2.6外部振荡电路 7

3程序设计 7

3.1程序流程图 7

3.2系统的调试 9

3.3焊接的问题及解决 10

4总结 10

附录C程序 11

3

一设计要求与功能

1.1设计基本要求

（1）抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛使用，分别用4个按钮K1~K4表示。

（2）设置裁判开关k5和清零开关k6，该开关由主持人控制，当主持人按下k6，系统复位，预备抢答，当主持人按下总控制控制开关k5，开始抢答；

（3）抢答器具有定时抢答功能，抢答时间为倒计时15秒。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的提示声响，声响持续的时间0.5秒左右，当计时小于5秒后，每减少一秒，便报警一次以提示选手。

（4）抢答器具有锁存功能，参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，蜂鸣器发声，计时停止，数码管上显示选手的编号和时间，选手相应的信号灯被点亮，其他选手再抢答时无效。

（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答。等待下一轮抢答。

。

二硬件设计

2.1控制系统及所需元件

控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路组成。其中单片机STC89C52是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作。

所需元件：该系统的核心器件是STC89C52。各口功能：P0.0-P0.3是数码管的位选口；

P2.0-P2.7是数码管的段选口，为其传送段选信号；P1.0-P1.3是4组抢答信号的输入口；

P1.4、P1.5由裁判控制,分别是抢答开始\复位功能键；P1.6为蜂鸣器的控制口；

P3.4-P3.7为选手信号灯输出口；

在其外围接上电复位电路、数码管电路、LED发光二极管、按键电路及扬声器电路。

电子抢答器用单片机来设计制作完成的，由于其功能的实现主要是通过软件

4

编程来完成的，所以采用单片机STC89C52，它是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和512bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。下图为其I/O口引脚图：

STC89C52管脚图

2.2.抢答器显示模块

显示模块分为数码管模块和LED信号灯模块

分别采用四位一体共阴极数码管和四个发光二极管，体积小，功耗低，故障率低，程序编译容易，资源占用较少。（见图1，图2）

5

图2

2.3电源方案的选择

系统需要5V电源来驱动单片机STC89C52。

利用电脑的USB接口可以提供5V电压来驱动单片机。

2.4抢答器键盘的选择

键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。

本设计采用独立式键盘。

键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了6根I/O口线，该键盘就有6个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。如图所示。

最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。

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独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用系统键盘中