基于单片机抢答器的设计

-1-基于单片机抢答器的设计专业：通信工程姓名：指导教师：摘要数字抢答器是由扩展电路和主体电路构成的。在显示器上输出的参赛队的输入信号是由优先编码电路、锁存器和译码电路等生成的；扩展电路是在显示器上输出实现计时功能，由定时电路、译码电路将秒脉冲产生的信号构成。主体电路是由控制电路、主持人开关启动报警电路构成。数字抢答器成形是经过布线、调试和焊接等工作。单片机为了使外围电路的实现更加简单，简化了外围硬件电路，把很多任务都交给了软件编程。单片机不仅应用方便，而且体积小价格低，还很稳定可靠。如果说应用程序赋予了单片机新的“生命”，那么抢答系统“身躯”是由单片机系统的硬件结构给予了，这样就使其在一般的抢答器面前具有成本低、电路简单和运行可靠等优点。抢答器是选手做抢答题时便于选手进行抢答的，抢到题的选手便要回答问题。抢答器不仅考验选手应该具备足够的知识面还考验选手的反应速度同时还需要一定的勇气和技巧。对选手们都是公平公正的，因为他们都站在同一个起跑线上。关键字：定时电路抢答电路报警电路2ABSTRACTDigitalviesbyexpansioncircuitandregulatoriscomposedofmaincircuit.Onthedisplayoutputteaminputsignalisfromprioritycodingcircuit,latchesanddecodecircuitgenerated;Expansioncircuitisonthedisplayoutputoftimingfunctionbytimingcircuit,decoding,circuitwillsecondspulsesignalconstitutes.Maincircuitofcontrolcircuit,hostswitchesonthealarmingcircuitconstitutes.Digitalcontestdeviceafterwiring,commissioningformingandweldingetc.SCMinordertomaketherealizationofbuffercircuitformoresimple,simplifiedthehardwarecircuit,putalotofoutertaskwastothesoftwareprogramming.SCMnotonlyconvenientforuse,smallvolumeandpriceislow,isstableandreliable.Iftheapplicationendowedwithsingle-chipmicrocomputernewlife,thenscare-answeringsystembodyisthehardwarestructurebysingle-chipmicrocomputersystemgives,thusmakeitbeforethecontestisingeneralwithlowercostandcircuitissimpleandreliableoperation,etc.Aretheplayersdoresponderforforgettingtheresponderplayerswhen,grabtheplayerwillanswerquestions.Contestisnotonlytestplayersshouldhaveenoughknowledgealsotestplayersspeedofresponsealsoneedacertainamountofcourage.Fortheplayersareafairandimpartial,becausetheyallstandinthesamestartingline.KeyWords:timingcircuitcontestcircuitalarmcircuit3目录第一章绪论..............................................................41.1单片机抢答器的背景................................................41.2单片机抢答器的意义................................................51.3抢答器的应用......................................................5第二章抢答器的概述及制作要求............................................62.1抢答器的概述......................................................62.2设计任务、要求和知识点............................................7第三章单片机芯片的选择及模块性能分析.....................................83.1单片机芯片的选择..................................................83.2模块性能分析.....................................................12第四章电路设计.........................................................144.1总体设计.........................................................144.2外部振荡电路（晶振电路）.........................................174.3复位电路的设计...................................................184.4显示电路的设计...................................................194.5按钮输入电路的设计...............................................204.6发声电路.........................................................22第五章系统软件设计.....................................................235.1抢答器流程图.....................................................235.2主程序...........................................................245.3中断程序.........................................................26第六章仿真演练...........................................................30总结和结束语.............................................................30参考文献.................................................................324第一章绪论1.1单片机抢答器的背景二十世纪跨越了三电的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的内部。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了更确切的知道哪一组或哪一位选手先抢答到题，必须要有一个系统来完成这个任务。若在抢答中，只靠人的视觉或者是听觉是很难判断出哪一组或哪一个选手先抢答到题的。利用单片机编程来设计抢答器，可以使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组或哪个选手先抢答到题的。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。51.2单片机抢答器的意义本系统采用单片机作为整个控制核心。控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用一个数码管来完成显示功能；用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用89C51单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、语音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用一个数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，单片机控制的智能抢答器设计。1.3抢答器的应用随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以单片机为6核心的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。传统普通抢答器主要存在以下缺陷：（一）、在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。（二）、当有多个违规抢答时，普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个，或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。各路抢答信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。（三）、当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。第二章抢答器的概述及制作要求2.1抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生，现在很多文娱活动中都有抢答这一项，需要用到抢答器。在目前的市场上，普通抢答器都需要几百块，价格比较昂贵。本项目设计的抢答器，电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠、具有较高的推广价值。72.2设计任务、要求和知识点基于AT89C52单片机设计制作一个抢答器，晶振采用12MHZ。具体设计要求如下：（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，编号为0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个按钮。（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。（3）抢答器具有数据锁存功能、