发布时间 : 星期一 文章基于AT89C51单片机的八路抢答器的设计更新完毕开始阅读e3e594a6988fcc22bcd126fff705cc1754275f42
总结 ............................................................................................ 19 致谢 ............................................................................................ 19 参考文献 ..................................................................................... 20 附录： ........................................................................................ 21
1 绪论
1.1设计背景及意义
如今抢答器是作为一种很普遍的电子产品，在很多比赛类场合中，它能比较快速且客观公正地辨别出最先获得发言的参赛者和选手。在抢答过程中中，如果我们仅仅以视觉是不容易判断出孰先孰后。因此我们利用51系列单片机来制作一个抢答器，可以轻松的克服这个问题，即便这两组或者这两个人抢答的时间相差很短也可以辨别出哪一组选手应该最先答题。
现在大多数单片机和数字集成电路组成的抢答器，功能和性能上都优于以前的抢答器。抢答者的号码、抢答时间和答题时间的计时等功能都能体现出来。此次设计选用AT89C51单片机，并设计一些功能电路连接在单片机上以此来实现抢答功能，利用单片机特有的定时与计数功能，将硬件和软件巧妙的结合起来，实现答题计时和抢答计时的功能，并且利用数码管准确地显示选手和时间。在设计中利用开关作为按键，喇叭作提示。在这个系统中，只有在主持人启动开始按键之后选手才可以抢答。抢答时间和答题时间可以由主持人进行设置，设置范围在1秒之99秒之间。抢答成功后，有响声提示。然后进行答题倒计时。计时方式均使用倒计时方式。时间计时结束之后，主持人会按下复位按钮，系统会自动复位，并开始下一回合。
通过这次的课题设计，可以熟悉掌握以AT89C51为典型的单片机的工作原理，并且可以了解八路抢答器的控制和工作的原理，掌握抢答器电路的测试和调试方法，提高我们的动手能力和排障能力。以具体的实际操作来巩固我们从书本上学来的理论知识，了解构成抢答器的各个电路之间的联系和影响。
作为单片机的最小系统，我们应该学习它的基本设计方法，来学会应用单片机来设计其他系统。简单总结如下：
(1)学习单片机的原理，从而可以学会单片机的开发功能和它的使用功能。 (2)学习编写单片机的程序和调试，从而使其能控制系统。 (3)学会以单片机为核心的抢答器的硬件电路的设计和绘制。 (4)学习单片机定时器功能的使用，并学会定时器中断程序的编写。 (5)掌握使用单片机定时/计数器功能的基本方法，并学会编写定时/计数器的中断程序。
1.2本设计的主要内容
以单片机为核心，设计一个8路抢答器。
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1）抢答器用八个按键K1至K2，可供八位选手或者八只队伍抢答 2）设置一个由主持人掌控的系统还原和抢答开始按键
3)抢答器应该具有显示和锁存功能，当选手或者参赛者抢答成功后，锁定相应参赛者的号码。并且持续保存到主持人复位系统。
4）抢答器应该具有定时功能，主持人可以对抢答时间和答题时间进行自由修改（默认30秒）。主持人按下开始键后，系统开始抢答时间倒计时，扬声器伴随发出提示音。
5）参赛者在设置的时间内抢答有效，抢答成功后，选手号码在数码管上显示出来。主持人按下复位键后才会清除。
6）如果抢答时间内没有选手抢答，扬声器报警，本次抢答无效，并禁止再次抢答，数码管显示“00”。
7）选手在答题时间内答题，还剩十秒时开始持续报警提示。 8）编写出程序代码并调试成功。 9）用PROTEUS软件对电路进行仿真；
2 系统总体概述
2.1系统主要功能
本系统是采用单片机设计的八路抢答器，其中包括8个抢答按键、数码显示、系统开始和结束按键、时间设定。
参赛者，除有抢答权利以外，系统还有提醒功能；本设计采用单片机模块化设计抢，各组或者每个人分别有一个能够抢答的按键。主持人掌握开始键和结束结束键、复位键。并且主持人可以自由设置选手的答题时间和抢答时间，默认状态下选手抢答的时间设置为三十秒，答题的时间设置为六十秒。主持人可通过时间加键与时间减键来重新设置答题和抢答时间。主持人按键开始后，抢答倒计时开始，在倒计时时间结束内选手抢答，数码管显示选手号码，如果在事先规定设置的时间内没有选手按下抢答键，在计时结束时扬声器发出提示。选手抢答成功后，主持人按开始键答题倒计时开始，主持人按复位键新一轮抢答开始。采用单片机的抢答器和如今常见的抢答器相比较。单片机的电路连接比较简单易懂，因为仅仅需要在单片机内编写程序，就能实现大部分功能。第二，单片机的可靠性高，抗干扰能力强。所以采用单片机设计抢答器，简单易操作，易实现，具有创新。
整个抢答器设计以单片机作为核心部件，通过在内部进行程序编写。以达到各种参数的设置，并完成号码显示、时间倒计时等功能。
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本设计中，用四个数码管组成的一个共阴极的数码管组。分别用来显示抢答者号码、空挡和时间计时。主持人可以通过复位键进行重新一轮，按下开始键后进行抢答。当计时时间结束的时候，数码管显示“00”。如果有选手在抢答时间内成功抢答，在主持人按下答题计时键，开始答题计时，并且显示答题者号码。
2.2 方案论证
根据抢答器设计的要求，有两种实现方案：
方案一：抢答器设计的各个外围电路，全部采用小规模的集成数字电路，然后以机械开关按键等电子元器件为硬件，完成抢答信号的输入。用这种方案的一个优势是现在对中小型规模的集成电路的应用非常成熟，这种集成电路的性能也比较稳定而且可靠，对抢答器所需的功能能够很好的实现，并且不需要设计软件和编写特定程序。但是缺点是对电路的结构设计很复杂，不容易调试成功。因为要用到很多元器件组成硬件电路，所以制造的成本非常昂贵，制作的工艺流程也非常复杂。在实际的制作过程中会有很多的困难和阻碍。如图2.1所示。
图2.1 数字电路抢答器的控制结构框图
方案二：选用AT89C51的单片机为此抢答器设计主要元器件。结合四位七段数码管、扬声器等硬件组成一个八路抢答器，利用单片机的时钟电路、按键电路、复位电路、发声电路、显示电路，设计出抢答者的号码、抢答时间和答题时间的计时等功能都能体现出来的一个抢答器。通设计的复位电路可以进行新一轮的抢答，通过对单片机的内部编程，实现其他的基本功能。设计方案如图2-2所示。
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