基于单片机的八路抢答器

基于单片机的八路抢答器
基于单片机的八路抢答器

目录

设计总说明 ................................................................................................. 错误!未定义书签。INTRODUCTION ....................................................................................... 错误!未定义书签。第1章绪论 (2)

1.1 课题研究现状 (2)

1.2 目的与意义 (2)

1.3 课题研究的内容 (3)

第2章系统总体方案设计 (3)

2.1 设计要求 (3)

2.2 方案选择 (4)

第3章系统硬件设计 (5)

3.1 八路抢答器整体方案设计 (5)

3.1.1 系统概述 (5)

3.1.2 系统框图 (5)

3.2 最小系统模块 (5)

3.2.1 STC89C52简介 (5)

3.2.2 最小系统电路 (8)

3.3 键盘扫描电路 (9)

3.4 蜂鸣器报警电路 (10)

3.5 数码管显示模块 (11)

第4章系统软件设计 (12)

4.1 总体程序设计 (12)

4.2 抢答/答题时间设置 (14)

4.3 数码管动态扫描程序 (14)

第5章总结 (14)

参考文献 (15)

附录一:原理图 (15)

附录二:元件清单 (16)

附录三:C语言程序 (16)

基于单片机的八路抢答器

第1章绪论

1.1课题研究现状

随着我国抢答器市场的迅猛发展,与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。技术工艺,是衡量一个企业是否具有先进性,是否具备市场竞争力,是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。了解国内外抢答器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格,提高市场竞争力十分关键。

目前市场上抢答器种类繁多,功能各异,价格差异也很大。那么选择一款真正适合的抢答器就非常重要。

抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器。目前电子抢答器的中心构造一般都是由数字电子集成电路组成,其搭配的配件不同又分为,非语音非记分抢答器和语音记分抢答器。非语音记分抢答器构造很简单,就是一个抢答器的主机和一个抢答按钮组成,在抢答过程中选手是没有记分的显示屏。语音记分抢答器是由一个抢答器的主机、主机的显示屏以及选手的记分显示屏等构成,具有记分等功能。电子抢答器多适用于学校和企事业单位举行的简单的抢答活动。电脑抢答器又分为无线电脑抢答器和有线电脑抢答器。无线电脑抢答器是由主机和抢答器专用的软件和无线按钮构成。无线电脑抢答器利用电脑和投影仪,可以把抢答气氛活跃起来,一般多使用于电台等大型的活动。有线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来,电脑再和投影仪配合起来,利用专门研发的配套八路智能抢答器的设计的抢答器软件,可以十分完美的表现抢答的气氛。

抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合,但目前所使用的抢答器有很多的缺点,有的电路较复杂不便于制作,可靠性低,实现起来很困难;有的则用一些专用的集成块 ,而专用集成块的购买又很困难。而我所设计的八路智能抢答器,具有元件普通 ,易于购买等优点,很好地解决了制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始普遍应用。

1.2目的与意义

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。怎样来设计抢答器,能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?通过研究并在设计验证后发现,采用单片机技术设计的抢答器与传统的抢答器相比,首先,电路连接简单,因为大多数功能单元都通过

程序设计在单片机内部。第二,工作性能可靠,抗干扰能力优于传统抢答器,并能够解决以上提出的问题。所以本研究是一个实用的工程设计,具有创新性。

通过这次设计,掌握51单片机的原理,了解简单多功能抢答器组成原理,初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法,提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试,提高自己的动手能力,巩固已学的理论知识,建立单片机理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。

1.3 课题研究的内容

本系统采用模块化设计智能抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始抢答键、复位键。并可根据具体情况,修改抢答时间和答题时间,原始状态下抢答时间为30s,回答问题时间为15s。通过加键和减键修改上述时间,改完后断电后重新上电即可。新时间开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号,在最后五秒扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规者的代号,扬声器持续发生。主持人可按复位键,新一轮抢答开始。

通过研究并在设计验证后发现,采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比,首先,电路连接简单,因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部,第二,工作性能可靠,抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计,具有创新性。

第2章系统总体方案设计

2.1设计要求

设计并制作一个功能稳定,外观简洁的实用八路抢答器,基本的要求有:

1)可同时提供最多包括8个人(组)的抢答数量。

2)需由主持人按下开始抢答按键后才视为抢答时间,在这个时间前抢答的,视为违规抢答,要求能显示出违规抢答的选手编号。

3)要求当主持人按下开始抢答的按键后,数码管进行抢答时间的倒计时,在这个倒计时结束后,若无人抢答,蜂鸣器报警,提示本轮抢答结束,且这个抢答时间可设置。

4)要求具有抢答锁定功能,即某一选手抢到后,其它选手的抢答功能被锁定,无法

进行抢答,直至下一轮抢答开始。

5)对于抢到题目的选手,要求能显示出该选手的编号,并将其答题时间进行倒计时显示,在倒计时结束后,蜂鸣器报警,提示本次答题时间到,且这个抢答时间可设置。

2.2 方案选择

根据目前市场上抢答器的种类,抢答器的种类可以大体分为三种,以下我们对这三种进行详细比较。

方案一: 抢答器系统的各部分均采用中小规模集成数字电路,利用硬件电子元器件实现,用机械开关按钮作为控制开关,完成抢答输入信号的触发。如采用74LS148优先编码器来实现抢答功能等。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟,性能可靠,能方便地完成选手抢答的基本功能,没有软件的设计部分,不需要编程,但是电路结构复杂,调试困难,涉及到的外围元器件很多,造成抢答器的成本较高,并且制作过程工序比较烦琐,不便于安装与调试,给实际操作带来很大的麻烦。

方案二:系统设计主要基于可编程的PLC设计,系统包括硬件和软件两大部分,依据控制系统的工作原理和技术性能,将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图,然后对硬件进行调试、测试,以达到设计要求。软件设计部分,首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计,选择合适的编程语言和工具,进行代码设计等;最后是对软件进行调试、测试,达到所需功能要求。

方案三:系统采用STC89C52单片机作为控制核心,其片内带有8KflashROM,128的RAM,以及32根I/O口线能满足设计要求。该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。利用单片机程序判断选手按键是否有效,但是选手违规抢答,利用简答程序显示,启动蜂鸣器报警,告诉主持人有人违规操作,抢答无效。给出相应的延时,选手按正常的操作抢答,软件倒计时,利用数码管的动态扫描,实现倒计时显示时间,到5秒相应时间提醒选手时间快到了,要及时作答,并启动蜂鸣器。由于用了单片机,使其技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性,能方便地对系统进行功能的扩张和更改性。

方案比较分析:从第一个方案我们可以看出,这个抢答器是由抢答电路,定时电路,报警电路,时序控制电路四个关键电路部分组成。扩展电路是由秒钟脉冲信号产生电路,译码电路,显示电路等,它的功能很齐全,设计的电路也很稳定。但是它的造价却很高,仅仅是集成电路他就用了八个,这个跟我们当初的设计理念是相冲突的。我们要的是功能齐全,但是造价比较低的设计。所以我们放弃这个方案。而方案二采用可编程PLC设计实现的抢答器,但该系统的投入成本过于高昂,软件编程过于繁琐,对编程的语言掌握程度要求很高,而且其PLC在该领域的应用很少,普通人对PLC的理解及掌握都不是很深入,鉴于通用性和节省的原则,我们依然不采用该方案。方案三采用单片机为核心

器件,外围电路采用集成芯片,其可靠性好,结构简单,不但从性能上优于方案一和方案二,而且在使用上及其功能的实现上都较其他方案简洁,并且由于单片机具有优越的高集成电路性,使其工作速度更快、效率更高。另外单片机采用12MHz 的晶振,提高了信号的测量精度,并且使该系统可以通过软件改进来扩张功能。该模式充分体现了原有系统性能的改进,功能的扩展及其他同类系统的不同之处,它包括硬件逻辑图与软件流程图,比较经济实用,所以我们选用单片机的方案。

第3章 系统硬件设计

3.1 八路抢答器整体方案设计 3.1.1 系统概述

整个系统以STC89C52单片机为核心器件,其它个模块围绕着单片机展开。输入部分包括2个内容,一个是选手的抢答输入,另一个是主持人的控制输入,由于这两个内容都是通过按键控制的,所以这里统一使用普通的轻触开关作为本设计的输入模块,一共包括8个选手输入按键和2个主持人输入按键。输出部分则采用蜂鸣器加四位共阳数码管进行声光的输出,蜂鸣器主要起到报警的作用,这里主要有几个需蜂鸣器发出报警的地方,如最后5秒仍无人抢答、答题剩余最后5秒、抢答时间结束以及答题时间结束等。而数码管则主要用于信息的输出,包括当主持人按下开始抢答按键后,显示30秒(默认)的倒计时,当有选手违规抢答时,显示违规选手的编号,有人抢到题目时,显示选手编号以及该选手剩余的答题时间。

3.1.2 系统框图

3.1 对讲机系统框图

3.2 最小系统模块 3.2.1 STC89C52简介

(1)概述

STC89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM ),器件采用ATMEL

STC89C52 最小系统

主持人控制输入 数码管显示模块

选手抢答输入

蜂鸣器报警模块

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AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

STC89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线。STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

(2)主要功能特性

兼容MCS51指令系统;

8k可反复擦写(>1000次)Flash ROM;

32个双向I/O口;

256x8bit内部RAM ;

3个16位可编程定时/计数器中断;

时钟频率0-24MHz;

2个串行中断;

可编程UART串行通道;

2个外部中断源;

共8个中断源;

2个读写中断口线;

3级加密位;

低功耗空闲和掉电模式;

软件设置睡眠和唤醒功能;

(3)8051单片机的引脚功能

MCS-51系列单片机一般采用40个引脚,双列直插式封装,用HMOS工艺制造,其外部引脚排列如图3.2所示。其中,各引脚的功能为:

图3.2 STC89C52

(1)主电源引脚

Vcc(40脚),接+5V电源正端;

Vss(20脚),接+5V电源地端;

一般Vcc和Vss间应接高频去耦电容和低频滤波电容。

(2)外接晶体或外部振荡器引脚

XTAL1(19脚),接外部晶振的一个引脚。在单片机内部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器OSC。当采用外部振荡器时,此引脚应接地。

XTAL2(18脚),接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时,此脚接外部振荡器的输出端。

(3)控制信号线

RST/VPD(9脚),复位信号输入端,复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端。

ALE/(30脚),地址锁存允许/编程脉冲输入,用ALE锁存从P0口输出的低8位地址;在对片内EPROM编程时,编程脉冲由此输入。

PSEN/(29脚),外部程序存储器读选通信号,低电平有效。

EA(31脚),访问外部存储器允许/编程电压输入。EA为高电平时,访问内部存储器;低电平时,访问外部存储器。

(4)多功能I/O口引脚

8051单片机设有4个双向I/O口(P0、P1、P2、P3),每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口,其中:

P0口(32~39脚)——双向口(三态),可作为输入/输出口,可驱动8个LSTTL 门电路。实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口,对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口:先送低8位地址信号到P0口,由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后,再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出。

P1口(1~8脚)——准双向口(三态),可驱动4个LSTTL门电路。用作输入线时,口锁存器必须由单片机先写入“1”,每一位都可编程为输入或输出线。

P2口(21~28)——准双向口(三态),可驱动4个LSTTL门电路。可作为输入/输出口,实际应用中一般作为地址总线的高8位,与P0口一起组成16位地址总线,用于对外部存储器的接口电路进行寻址。

P3口(10~17脚)——准双向口(三态),可驱动4个LSTTL门电路。双功能口,作为第一功能使用时,与P1口一样;作为第二功能使用时,每一位都有特定用途,其特殊用途如表3.1所示:

表3.1 P3口第二用途

3.2.2 最小系统电路

STC89C52的最小系统如图3.3所示,整个最小系统由4个部分组成,晶振电路部分、复位电路部分、P0口上拉电路部分以及程序下载口部分。

30pF的电容C4和C5,以及12M的晶振X1构成了单片机的晶振电路,2个小电容的作用是帮助X1起振。

复位电路由10uF的极性电容C1和10K的电阻R2构成,本复位电路包括上电自复位和按键复位2个功能。

由于STC89C52的P0口是漏极开路输出,而本设计是将P0口用作数码管的数据口,因此在P0口接了一个10K的排阻,使得P0口可以作为普通的I/O口使用,最后,为了方便调试和下载,还把P30、P31、GND和VCC这4个引脚通过排针引出来作为程序的下载口。

图3.3 单片机最小系统

3.3 键盘扫描电路

键盘是人与单片机打交道的主要设备。站在系统监控软件设计的立场上来看,仅仅完成键盘扫描,读取当前时刻的键盘状态是不够的,还有不少问题需要妥善解决,否则,人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。它们各有自己的特点,其中独立键盘硬件电路简单,而且在程序设计上也不复杂,一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中;矩阵键盘与独立键盘有很大区别,首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多,而且在程序算法上比它要烦琐,但它在节省端口资源上有优势得多,因此它更适合于多按键电路。其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺”现象。这里采用最常用的方法,即延时重复扫描法,延时法的原理为:因为“毛刺”脉冲一般持续时间短,约为几ms,而我们按键的时间一般远远大于这个时间,所以当单片机检测到有按键动静后再延时一段时间后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键,否则无效。

本设计中采用了独立键盘的方式,本设计中有8个抢答按键输入,一个复位按键以及一个主持人使用的开始抢答按键,同时为了简化电路设计,节约单片机的IO口资源,将设置抢答时间和答题时间等这些功能按键复合到了8个选手的抢答按键中。按键的连

接图3.4所示:

图3.4 按键电路

3.4 蜂鸣器报警电路

由于蜂鸣器工作时,需要的电流比较大,单片机的IO口输出的电流又比较小,所以这里利用三极管的开关管功能来控制蜂鸣器发音,本设计选用的三极管型号是PNP 三极管S8550,而且本设计选用的蜂鸣器属于有源蜂鸣器,即在蜂鸣器内部已经内置了震荡电路,单片机无需连续发出高低电平来驱动它,而只要输出高(或低)电平即可,这大大简化了单片机程序的设计,由于选用的是PNP型而单片机上电IO口默认是高电平的,所以上电时蜂鸣器是不会发出鸣叫的。蜂鸣器电路如图3.5所示。

图3.5 蜂鸣器电路

3.5 数码管显示模块

显示功能与硬件关系极大,当硬件固定后,如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息,全靠软件来解决。在这里我们使用的是七段数码管显示,通常在显示上我们采用的方法一般包括两种:一种是静态显示,一种是动态显示。其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁,程序编写简单,但占用端口资源多;动态显示的特点是显示稳定性没静态好,程序编写复杂,但是相对静态显示而言占用端口资源少。在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。

数码管还分共阳型和共阴型,本设计采用的是4位共阳数码管。通过查表法,将其在数码管上显示出来,其中P0口为字型码输入端,P2口低4位为字选段输入端。在这里我们通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字,4位七段数码管显示电路如图3.6所示。其中A、B、C、D、E、F、G、DP段分别接到单片机的P0口,由单片机输出的P0口数据来决定段码值,位选码W1、W2、W3、W4分别接到单片机的P2^0、P2^1、P2^2以及P2^3上,由单片机来决定当前该显示的是哪一位。

由于单片机的IO口驱动电流不够,这里还使用了4个NPN的三极管S8050作为开关管,来驱动数码管的位选。

图3.6 数码管显示电路

第4章系统软件设计

4.1 总体程序设计

八路抢答器的整体程序流程图如图4.1所示,程序从定时器的初始化开始,这里用到了单片机的2个定时器,1个用于数码管的动态扫描,另一个用于答题时间的计时。接着程序开始判断是否进入抢答时间设置,如果有则进入抢答时间设置模式,没有则继续判断是否进入答题时间设置,如果有则进入答题时间设置模式,没有则跳出,进入主程序的大循环。

进入大循环之后,就扫描是否有按键按下,有的话就判断是哪个按键,如果是主持人按下了开始抢答按键,则进入抢答模式,如果是选手按下了抢答减,则蜂鸣器报警,此时有选手违规抢答(即在主持人按下开始抢答按键前就抢答了),同时将违规选手的编号显示在数码管上,直至主持人按下复位键,则清除报警状态。如果一直没检测到按键按下,则一直在大循环里面扫描按键。

进入抢答模式后,数码管开始将抢答时间倒计时并显示在数码管上,如果在抢答时间内无人抢答,则在最后5秒发出滴滴上的报警,并且5秒结束后,蜂鸣器一直鸣叫,表示此轮抢答结束,并且数码管显示“----”,直至主持人按下复位键退出报警。如果在抢答时间内有选手抢答题目时,则在数码管将选手的编号显示出来,并显示答题时间的倒计时,同抢答时间一样,在最后5秒会发出滴滴的报警声,答题时间结束后,蜂鸣器也会一直鸣叫,表示此轮抢答结束,直至主持人按下复位键退出报警。

图4.1 八路抢答器程序流程图

4.2 抢答/答题时间设置

为了简化抢答器的硬件电路,所以将抢答时间和答题时间的设置按键和抢答键合并到了一起。如需设置抢答时间时,操作是这样的,先断开抢答器的电源,然后按下按键一(选手一的抢答键),然后上电,系统上电检测到按键一被按下了,那么就进入到抢答时间的设置,通过按键七(减)和按键八(加)来设置答题时间的大小。答题时间的设置也基本类似,只不过是在上电前按下按键二而已。

4.3 数码管动态扫描程序

为了简化程序,合理利用单片机的内部资源,所以将数码管的动态扫描程序通过定时器来实现。本设计设置的定时器发生中断的时间为2毫秒,每次显示四位中的一位,因此,完成四位数码管的扫描需要8毫秒的时间,即发生四次定时器中断。

第5章总结

本文研究设计的八路抢答器采用了通用的电子元器件,利用STC89C52单片机及外围接口实现强大系统,利用单片机的定时器、计数器定时和计数的原理,将软硬件有机的结合起来。理论联系实践,体现出大学生的动手能力。通过查资料和收集有关的文献,培养了自学能力和动手能力。并且有原先的被动接受只是转换为主动寻求知识,这可以说是学习方法上的一个很大突破。在以往的传统学习模式下,我们可能会记住很多书本知识,但是通过毕业设计,我们学会了如何将学到的知识化为自己的东西,学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题,把握重点,攻克难关,学到用到活学活用。在设计过程中由于时间仓促有很多地方难免存在不足之处,但在以后的工作中,我们会严格要求自己最求完美。

在这次毕业设计中,我最想感谢的就是我的指导老师。从我确定课题之后,老师就开始悉心指导我。整个过程多次询问我的进度和遇到的问题,积极引导我如何解决问题,帮我开拓思路。老师一丝不苟的作风,严谨的求实态度,不进只是传授我知识那么简单,更加让我懂得了做人的道理。所以在完成毕业设计之余,不得不感谢我的指导老师。

参考文献

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[2] 王忠民.微型计算机原理[M].西安:西安科技大学出版,2003

[3] 纪宗南.单片机外围器件使用手册[M].北京:北京航空航天大学出版社.

[4] 余永权.单片机在控制系统中的应用[M].北京:电子工业出版社

[5] 周润景.张丽娜.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].

北京:航空航天大学出版社

[6] 唐俊翟.单片机原理与应用[M].北京:冶金工业出版社.252-267

[7] 康华光.电子技术基础.数字部分(第四版)[M].高等教育出版社.2003

附录

附录一:原理图

附图1 对讲机原理图

附录二:元件清单

附录三:C语言程序

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sfr ISP_DATA = 0xe2; sfr ISP_ADDRH = 0xe3;

sfr ISP_ADDRL = 0xe4; sfr ISP_CMD = 0xe5;

sfr ISP_TRIG = 0xe6;

sfr ISP_CONTR = 0xe7;

sbit w1 = P2^3; sbit w2 = P2^2; / sbit w3 = P2^1;

sbit w4 = P2^0; sbit k1 = P1^0; sbit k2 = P1^1;

sbit k4 = P1^3; sbit k5 = P1^4;

sbit k7 = P1^6; sbit k8 = P1^7; sbit k9 = P3^7;

sbit bp = P2^6; / Uchar code ShowDig[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc 6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf,0xff};

uchar dig[4];

char gWaitTime,gAnswerTime; char gCount,gSecond;

void ISP_Disable()

{

ISP_CONTR = 0;

ISP_ADDRH = 0;

ISP_ADDRL = 0;

}

unsigned char Byte_Read(unsigned int add)

{

ISP_DATA = 0x00;

ISP_CONTR = 0x83;

ISP_CMD = 0x01;

ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);

ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);

ISP_TRIG = 0x46; ISP_TRIG = 0xB9; _nop_();

ISP_Disable();

return (ISP_DATA);

void Byte_Program(unsigned int add,unsigned char ch)

{

ISP_CONTR = 0x83;

ISP_CMD = 0x02;

ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);

ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);

ISP_DATA = ch;

ISP_TRIG = 0x46;

ISP_TRIG = 0xB9;

_nop_();

ISP_Disable();

}

void Sector_Erase(unsigned int add) //

{

ISP_CONTR = 0x83;

ISP_CMD = 0x03;

ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);

ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);

ISP_TRIG = 0x46;

ISP_TRIG = 0xB9;

_nop_();

ISP_Disable();

}

void DelayMs(uint n)

{

uint x,y;

for(x=n;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

void TimerInit()

{

TMOD = 0x11; TH0 = (65536-1000)/256; TL0 = (65536-1000)%256; TH1 = (65536-50000)/256; TL1 = (65536-50000)%256; TR0 = 1; ET0 = 1;

ET1 = 1; EA = 1;

}

void WaitTimeSet(void)

{

if(k1==0) {

dig[0]=ShowDig[14];

dig[1]=ShowDig[14];

dig[2]=ShowDig[14];

dig[3]=ShowDig[14];

while(!k1); DelayMs(500);

dig[1]=ShowDig[17];

dig[2]=ShowDig[gWaitTime/10]; dig[3]=ShowDig[gWaitTime%10];

while(k1) {

if(k8==0) {

DelayMs(250); gWaitTime++;

if(gWaitTime==100) // 当自加到100时,自动清零

gWaitTime=0;

Sector_Erase(0x2000); // 擦除内部EEPROM(写入之前必须先擦除)

Byte_Program(0x2000,gWaitTime); // 将新设置的等待时间写入到内部EEPROM的0x2000这个地址

Byte_Program(0x2001,gAnswerTime); // 将答题时间写入到内部EEPROM的0x2001这个地址

dig[2]=ShowDig[gWaitTime/10]; // 更新数码管的秒数显式(十位)

dig[3]=ShowDig[gWaitTime%10]; // 更新数码管的秒数显式(个位)

}

if(k7==0) // 判断“减”按键是否被按下

{

DelayMs(250); // 利用延时去抖

gWaitTime--; // 当前要设置的秒数自减1

if(gWaitTime==-1) // 当自减到-1时,自动变成99

gWaitTime=99;

Sector_Erase(0x2000); // 擦除内部EEPROM(写入之前必须先擦除)

Byte_Program(0x2000,gWaitTime); // 将新设置的等待时间写入到内部EEPROM的0x2000这个地址

Byte_Program(0x2001,gAnswerTime); // 将答题时间写入到内部EEPROM的0x2001这个地址

dig[2]=ShowDig[gWaitTime/10]; // 更新数码管的秒数显式(十位)

dig[3]=ShowDig[gWaitTime%10]; // 更新数码管的秒数显式(个位)

}

}

while(!k1);

DelayMs(500);

}

}

void AnswerTimeSet(void)

{

if(k2==0) {

// 数码管显示“FFFF”

dig[0]=ShowDig[15];

dig[1]=ShowDig[15];

dig[2]=ShowDig[15];

dig[3]=ShowDig[15];

while(!k2); DelayMs(500);

// 利用延时去抖

dig[1]=ShowDig[17];

dig[2]=ShowDig[gAnswerTime/10];

dig[3]=ShowDig[gAnswerTime%10];

while(k2) {

if(k8==0)

{

DelayMs(250); gAnswerTime++;

if(gAnswerTime==100)

gAnswerTime=0;

Sector_Erase(0x2000); // 擦除内部EEPROM(写入之前必须先擦除)

Byte_Program(0x2000,gWaitTime); // 将等待时间写入到内部EEPROM的0x2000这个地址

Byte_Program(0x2001,gAnswerTime); // 将新设置的答题时间写入到内部EEPROM的0x2001这个地址

dig[2]=ShowDig[gAnswerTime/10]; // 更新数码管的秒数显式(十位)

dig[3]=ShowDig[gAnswerTime%10]; // 更新数码管的秒数显式(个位)

}

if(k7==0) // 判断“减”按键是否被按下

{

DelayMs(250); // 利用延时去抖

gAnswerTime--; // 当前要设置的秒数自减1

if(gAnswerTime==-1) // 当自减到-1时,自动变成99 gAnswerTime=99;

Sector_Erase(0x2000); // 擦除内部EEPROM(写入之前必须先擦除)

Byte_Program(0x2000,gWaitTime); // 将等待时间写入到内部EEPROM的0x2000这个地址

Byte_Program(0x2001,gAnswerTime); // 将新设置的答题时间写入到内部EEPROM的0x2001这个地址

dig[2]=ShowDig[gAnswerTime/10]; // 更新数码管的秒数显式(十位)

dig[3]=ShowDig[gAnswerTime%10]; // 更新数码管的秒数显式(个位)

}

}

while(!k2); DelayMs(500);

}

}

uchar KeyScanf(void)

{

if(k1==0) return 1;

if(k2==0)

return 2;

if(k3==0) return 3;

if(k4==0) return 4;

if(k5==0)

return 5;

if(k6==0) return 6;

八路抢答器设计总结,心得体会

设计总结 1、设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。只有对课题的充分理解,对各种器件的熟练掌握,勾画出基本的设计图是成功的关键,必须多花时间在设计上才能为后续工作提,供更扎实的基础。翻阅各种资料,上网查询填补所需知识的空白是必要的。 2、焊接制作必须精益求精焊接必须精益求精,一丝不苟,一点的差错都可能导致实验结果错误,因此必须准确无误还要工整,这样才能在调试中能比较轻松进行,也是整个电路可看性更好。 3、调试调试工作是个精细工作。在调试过程中,有些问题是芯片本身损坏引起的,也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心,通过对芯片功能的检验,对焊点的检查最后检查出问题所在。当最后解决问题时,电路的正确是非常振奋,也很有成就感和满足感。 4、建议设计的作品主要是用cd4511 系列集成芯片来完成的,在焊接的过程中由于芯片的引脚过多,布线工作不是很方便。有时候还因为某一跟线没有焊牢,造成电路的不稳定,这些都是有待改进的。 5、不足实验效率低,焊接水平不足导致电路稳定性不高,布线比较混乱,这些都有待提高。总之,在设计过程中学到了许多。作为现代的大学生,如果仅停留在以往的层次上,是远远跟不上时代的步伐,也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里,通过此次实习,看到了自己的水平和差距,学要在今后的学习中又进一步的提高。 心得体会 通过本次课程设计,把我们在课堂上学到的数字电路知识运用到实际当中。如各种常见芯片的功能,各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计,在此次设计中,当然也遇到了许多问题,毕竟这是第一次设计一个很实际的硬件的器件。在进行一个综合性的硬件设计时,要全面考虑问题,如想用其他信号来控制一个信号,就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号,必须是最重要相关的信号,然后用真值表来解决他们的关系,通过门电路来实现。这一个星期的课程设计,让我真正理解了书本上知识,也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用,理论联系实际,。通过此次设计,我对理论知识的学习有了很大的兴趣,现在我可以主动的去学习,我明白自己该学习那个方面,重点是什么。我也掌握的了在理论中遇到问题,应该怎样去解决,在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。虽然最后我没调试出我们想要的结果,但是经过这次课程设计让我们更巩固了我们的专业知识和焊接技能。在这次设计过程中还了解到在设计的时候不仅是设计好,更重要的是想方设法在功能实现的同时降低成本。

八路抢答器及倒计时

绪论 进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中,例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,也使比赛更突显其公平公正的原则。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精,人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能,使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来,避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展,而且当有更高要求是酒无法实现,例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展,数字抢答器诞生了,它易于扩展,可靠性好,集成度高,而且费用低,功能更加多样话,是一种高效能的产品。 一、设计的目的及任务 1、设计的目的 多功能抢答器在当今社会有着广泛的应用有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间,系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止;若在规定的时间内无人抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,提示主持人本轮抢答无效,实现报警功能,若超过抢答时间则抢答无效。 2、设计的任务及要求 (1)抢答器同时供8名选手比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 (2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,扬声器发出声响提示,并在数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 二、电路设计总方案及原理框图 电路总体框图如下所示:

八路抢答器课程设计

课程设计报告 课程名称:电子技术课程设计 设计题目:八路抢答器 专业: 班级:学号: 学生姓名: 时间: 2014年 10 月 27 日~ 11 月 12 日 ―――――――以下指导教师填写――――― 分项成绩:出勤成品答辩及考核 总成绩:总分成绩 指导教师:

介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能,电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间,系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止;若在规定的时间内无人抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,提示主持人本轮抢答无效,实现报警功能,若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器,译码器和锁存器:它采用74LS148来实现抢答器的选号,采用74LS279芯片实现对号码的锁存,采用74LS192实现十进制的减法计数,采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能,采用74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。 通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识,以及知识的综合应用和焊接技术。 关键词: 抢答器编码译码定时报警

进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中,例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警,计分显示等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精,人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能,使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来,避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展,而且当有更高要求是酒无法实现,例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展,数字抢答器诞生了,它易于扩展,可靠性好,集成度高,而且费用低,功能更加多样话,是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件,或利用单片机技术进行设计,本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片,并通过划分功能模块进行各个部分的设计,最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。

多路智力抢答器实验报告

湖北经济学院 数字电子技术课程设计报告 课题名称:数字电子技术课程设计指导教师: 学生班级: 学生姓名: 学号: 学生院系: 2012年4月

设计任务 一、基本功能 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,分别用八个抢答按钮So、S1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6、S7表示。 2、设置一个由主持人控制的控制开关,用来控制系统清零和抢答。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时蜂鸣器给出音响提示。此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 二、扩展功能 1、抢答器具有定时抢答的功能,抢答时间为30秒。当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出声响,声响持续时间为0.5秒左右。 2、参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。 3、如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。

设计报告 一、设计目的 1、学习数字电路中的优先编码器,锁存器,计数器,时序控制电路,多谐振荡器等单元电路的综合运用。 2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解数字抢答器的组成及工作原理。 5、熟悉数字抢答器的设计与制作。 二、设计步骤 1、画出原理框; 2、根据原理框图,把框图中每个部分电路设计出来,画出电路图; 3、仿真调试; 4、搜集元器件; 5、搭建电路,实现功能。 三、具体设计过程 1、画出原理框图

八路抢答器说明书

课程设计说明书 课程名称:单片机应用课程设计 课程代码:6003509 题目: 基于AT89S52单片机的抢答器设计学生:洋、夏阳、王黎明、肖瑶 学号:7304(7302 、 7305、7328 ) 年级/专业/班:2012级机电3班 学院(直属系) :机械工程学院 指导教师:王富治

目录 第一章摘要- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 第二章引言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2.1 单片机抢答器的背景- - - - - - - - - - - 2 2.2 单片机抢答器的意义- - - - - - - - - - - 2 2.3 抢答器的应用- - - - - - - - - - - - - - 2 第三章抢答器的概述及制作要求 3.1 抢答器的概述- - - - - - - - - - - - - - 4 3.2 设计任务、设计容- - - - - - - - - - - 4 第四章单片机的选择和电路模块 4.1 单片机的选择- - - - - - - - - - - - - - 5 4.1.1 单片机管脚说明- - - - - - - - - - - - 5 4.2 模块性能分析- - - - - - - - - - - - - - 7 4.2.1 选手按键- - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2.2 数码管显示- - - - - - - - - - - - - - 7

第五章电路设计 5.1 总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.1.1 电路原理图- - - - - - - - - - - - - - - 9 5.1.2 元件清单- - - - - - - - - - - - - - - - 10 5.2 外部振荡电路(晶振电路)- - - - - - - - - 11 5.3 复位电路的设计- - - - - - - - - - - - - - 12 5.4 显示电路的设计- - - - - - - - - - - - - - 12 5.5 按钮输入电路的设计- - - - - - - - - - - - 13 5.6 发声电路- - - - - - - - - - - - - - - - - 14 第六章系统软件设计 6.1 抢答器流程图- - - - - - - - - - - - - - - 15 6.2 主程序- - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 第7章仿真演练- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23 总结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 24 参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25

八路抢答器课程设计

电子技术 课程设计 题目:八路抢答器的设计 学院(系): 专业班级:电子132 学生姓名:学生学号:13446413 指导教师: 设计时间:2015年6 月22日 2015年7月15日

电子技术课程设计任务书2 学院电子(怀)132 班同学:

计算机教研室指导教师_

目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------1 1八路抢答器-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.1前言------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2八路抢答器功能-----------------------------------------2 2系统的组成及工作原理--------------------------------------2 2.1系统组成框图--------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2系统的工作原理------------------------------------------------------------------------------ 3 3电路设计--------------------------------------------------- 4 3.1方案的选择------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一---------------------------------------------------------------------------------------4 3.1.2方案二---------------------------------------------------------------------------------------5 3.1.3方案的选择---------------------------------------------------------------------------------5 3.2单元电路的设计------------------------------------------------------------------------------ 5 3.2.1抢答电路的设计---------------------------------------------------------------------------5 3.2.2定时电路的设计-------------------------------------------------------------------------11 3.2.3触发器电路的设计----------------------------------------------------------------------13 3.2.4多谐振荡器电路的设计----------------------------------------------------------------15 3.2.5秒脉冲产生电路的设计----------------------------------------------------------------16 4性能的测试------------------------------------------------17 5体会与总结------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录:元器件列表----------------------------------------------------------------------------- 19

基于80C51单片机的八路抢答器设计分析

专业论文 题目:基于80C51单片机的八路抢答器设 计

摘要:八路智力抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电路装置,该装置主要是由单片机最小系统、控制电路(八个选手抢答按钮;三个主持人控制按钮;四个修改按钮)、数码显示电路与蜂鸣器电路组成的。单片机(MCU)是目前在电气控制技术中广泛应用的重要元件。它具有体积小,稳定性高,应用范围广,控制能力强,升级改造容易等诸多优点。本论文介绍采用ATMEL公司AT89S52单片机设计八路智能抢答器。软件采用汇编语言编程,汇编语言属于计算机领域的低级语言,具有简明易懂,执行效率高等的优点。智能八路抢答器具有抢答时间与答题时间调整,抢答错误报警提示等功能,可以广泛应用于各类知识竞赛。 关键词:抢答器;单片机;硬件系统;软件编程

基于80C51单片机的八路抢答器设计 一、系统概述与原理方框图 在文中,我对八路抢答器的总体设计及其主要的功能特点进行简单的分析,并给出它的特点,实现的功能以及系统的简单操作,以对单片机及其控制系统的了解。 (一)单片机技术发展的概述与系统问题的提出 目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,单片机的发展正朝着 CMOS化,低功耗,小体积,大容量,高性能,低价格和外围电路的内装化等 几个方面 发展。近几年,由于某种原因CHMOS技术的进步,大大地促进了单片机的CMOS 化,此种芯片除了低功耗外,还具有功耗的可控性,使单片机可以工作在功 耗精细管理状态,特别是IIC,API等串行总线的引入,可以使单片机的引脚 设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。 我们设计出的8路抢答器是一种基于MCS-51单片机的硬件和软件设计及 实现方法,这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制报警电路, 在线修改功能等多种功能,保密性强,灵活性高,特别适用于家庭!办公室!学 生宿舍及宾馆等场所。它具有全集成化,智能化,高精度,高性能,高可靠 性和低价格等优点,是一个值得推广的一种方法。接下来我们就对方案与设 计原理方框图进行比较分析。 (二)设计思路与系统组成及主要特点 为了使设计更具有针对性,使用性更强,我对其进行精心的设计,在设 计过程中,我们想到了很多的设计方案。 1.设计思路 设计一个八路抢答器,可同时供8名选手或者8个代表队参加比赛,他 们的编号分别为1——8,各用一个抢答器按钮,按钮的编号与选手的编号相 对应,分别设为S1…S8。节目主持人设置一组控制开关,用来控制系统的清 零和抢答器的开始,修改抢答时间与答题时间,如果想调节抢答时间或答题 时间,按"抢答时间调节"键或"答题时间调节"键进入调节状态。并且抢答器具 有数据锁存和显示的功能,抢答开始,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁

八路抢答器实验报告

电子课程设计报告4511型八路数显抢答器 学生姓名: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 同组成员: 时间:

第一章绪论 1.1关于4511型数显抢答器 八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、C D4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出,用报警电路对时间进行严格控制,这样就构成了八路智能抢答器电路。 八路数字抢答器电路包括抢答,编码,优先,锁存,数显,复位及抢答键。抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成,实现数字的编码。CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。抢答器数码显示电路由数码管组成,输入的BCD码自动地由 CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。 1.2 选题的目的和意义 通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理,同时了解焊接的方法和技巧。 1.3 课题研究的内容 八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的,在抢答过程中,每个选手都有一个抢答按钮。在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候,选手就开始进行抢答,在指定时间内选手进行抢答,数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规者的编号,扬声器持续发生。主持人可按复位键,新一轮抢答开始。

第2章抢答器的系统概述 2.1 系统的主要功能简介 4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点: 1. 可同时供8名选手参加比赛,其相应的编码分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应。 2.给主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号。 2.2 抢答器的工作过程 1、开始上电之后,主持人按复位键,抢答开始。如有选手按下抢答键,报警电路会发出讯响声,并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。 2、当有选手抢答成功之后,系统就进行了优先锁存,其他抢答选手抢答无效。 3、如果主持人未按下复位键,而有人按了抢答按键,此次抢答无效,只有当主持人按下了复位键,选手才能进行顺利抢答。 总而言之,本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器,该抢答器具有基本的强大功能,提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本,但是此抢答器功能还不够强大,还有很多功能无法实现,需要我们继续学习和研究。

八路抢答器设计(附源程序)

烟台大学单片机课程设计说明书课题:八路抢答器 学生姓名: 学号: 院系:机电汽车工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 指导老师: 同组成员: 组长: 2012 年06 月07 日 目录

1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1:源程序代码 (16) 附2:参考文献 (24) 1 .概述

8路智能抢答器的设计 现如今,各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式,人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣,还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中,单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权,必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品,已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处,通过抢答器的指示灯显示,数码管显示和警示蜂鸣等手段,能准确,公正,直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是,目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计,分立元件较多,造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路,数字电路或二者结合组成,其智能化程度低,故障率高,显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化,集成化方向发展,因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件,以单片机为控制核心,设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下: 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按键S1~S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能,并由主持人操纵,避免选手在主持人说“开始”前提前抢答,违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后,定时器进行减计时,在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权,抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时,如果仍无人抢答,则系统每1s报警一次,用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键,锁存相应选手的参赛号码,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存,其他按键者将不能响应,以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间,如果主持人想终止倒计时,可以按下“停止”按键,系统

基于51单片机8路抢答器设计

创新实践课 课程名称:创新实践课 实践题目:基于51单片机8路抢答器设计学院:信息工程与自动化学院 专业:生物医学工程 年级:2014级 学生:4 丽莎2海星 指导教师:嘉林 日期:2016-12-30 教务处制

目录 一、前言 (3) 二、电路原理图设计 (3) 三、印制版图设计 (7) 四、软件设计 (9) 五、测试数据及分析 (16) 六、总结 (18)

一、前言 目前,抢答器已经作为一种必不可少的工具广泛应用于各种智力和知识竞赛场合,但一般的抢答器可靠性低,使用寿命短,介于这些不方便因素,此次设计提出了用51单片机为核心控制元件,设计一个简易的八路抢答器。本方案以51单片机作为主控核心,与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等,设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能,同时还利用汇编语言编程,使其实现复位、定时和报警的功能。本次设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。 功能:以STC89C52RC单片机作为主控核心,与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路等,设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能,同时还利用汇编语言编程,使其实现复位和报警的功能。 此系统是基于51单片机,led发光二极管,一位共阳数码管,蜂鸣器,按键,等分立元件设计而成。 元件设计的意义:关于按键:共设计了10个独立按键,其中8个分别为八位选手抢答输入用,另外两个分别为开始和停止按键!只有裁判按下了开始键才进入正常抢答,否则属于犯规抢答,抢答完毕,裁判按下停止,数码管显示0。关于led发光二极管:共设计了9个发光二极管,其中一个为电源指示,其他8个为选手抢答状态指示,正确抢答时led发光二极管缓慢闪烁,犯规抢答时,快速闪烁。关于数码管:选手按下自己的按键时显示相应的选手编号!裁判按下开始键时数码管显示倒计时,

八路智力竞赛抢答器设计实验报告

数字电子技术课程设计 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业: 电子科学与技术 班级: 122班

学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院

八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目(与实习目的) (一)、题目:八路智力竞赛抢答器设计 (二)、实习目的: 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进行电路设计。 3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5.数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会,增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多,如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等,都可以组成抢答器系统。 (1)抢答器设计要求 设计一个抢答器,基本要求: 1. 抢答器可以实现基本抢答;可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,他们 的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与 选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭 灯)和抢答的开始。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,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。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 三、总体方案的选择 (1)总体方案的设计 针对题目设计要求,经过分析与思考,拟定以下二种方案: 方案一:该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连,将最先抢答的选手的编号锁定,再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器,最后显示的是抢答选手的编号,经过优先编码器后的信号到单稳态触发器,单稳态触发器又与报警电路直接连接,所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下:

八路抢答器说明书概要

烟台大学 51单片机课程设计说明书课题:八路抢答器 学生姓名:王志林 学号:201056501312 院系:机电汽车工程学院 指导老师:姜风国 同组成员:张凤礼、张体栋、程事业、范光科2013 年 06 月 05 日

目录 1 设计任务 (2) 2 系统总体方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 控制系统所需硬件 (3) 3.2 硬件原理介绍 (4) 4 软件设计 (6) 4.1 软件总体设计 (6) 4.2 程序流程图 (7) 5 软件仿真...................................................................................... (9) 5.1 Keil软件 (9) 5.2在Proteus软件 (9) 6小结 (10) 附1:源程序代码 (11) 附2:参考文献 (18)

1 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件,以51单片机为控制核心,设计一个8路智能抢答器。要求实现以下功能: 1) 有一主持人和8个参赛队员 2) 当主持人按下抢答按键,参赛队员在10秒内可以抢答,并且抢答器开始倒计时。剩余5秒时,如果仍无人抢答,则系统每1s报警一次。如超出10秒则不能抢答;如抢答成功,则显示抢答队号。 3) 抢答成功则需在60秒内回答完成,如超出时间则抢答无效,显示无效指示。如果60秒完成回答,则抢答成功,显示有效。剩余5秒时,如果仍无人回答,则系统每1s报警一次。 4) 当主持人按下复位键时,系统回到初始状态。 5) 倒计时期间,如果主持人想终止倒计时,可以按下“停止”按键,系统会自动进入准备状态。 主要硬件设备:AT89C51单片机,8输入3态缓冲器/线驱动器74LS244,六反相驱动器7404,共阳极LED数码管等,12MHZ晶振,74LS04反相器,手动开关,按键若干,报警喇叭。 2.系统总体方案 2.1整体方案设计 该智能抢答器以AT89C51单片机为控制核心,控制精度较高,操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路,时钟电路,报警电路,LED显示电路,抢答按键等。该智能抢答器具有计时记忆功能,一次时间设置完,复位后不需重新进行时间设定;通过按键扫描输出按键信息,并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字符型。单片机的P1口为8组抢答按键的输入口,P0.0~P0.6为数码管的段选口,P2.0~P2,2为数码管的片选口。P3.6为报警电路的控制口。智能抢答器的整体方案设计图如下所示。

数字八路抢答器课程设计报告

梧州学院 课程设计论文(2013-2014学年下学期) 课程名称数字电路 论文题目八路数字智力抢答器 系别信息与电子工程学院 专业电子信息工程 班级电本一班 学号000000000000 学生XX 聪明的小强 指导教师xxx 完成时间2015 年7 月

抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念,从实际应用出发, 用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该设计数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。主要为了实现抢答、定时、显示、报警功能。其电路由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。当有选手按下按钮时,优先锁存,其他选手在按时无响应,直到主持人按下清零按钮之后,才能开始下一轮的抢答。比较实用。 该数字抢答器可以广泛应用于各种竞赛,确保竞赛的准确,公平。该数字抢答器虽然可以用单片机程序来完成,但繁琐和代价高。而用集成电路设计制作抢答器:方便,价格便宜,还易于扩展。 关键字:编码,译码,555定时器,抢答器

第一章引言 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统概述 (1) 第二章设计方案分析与论证 (3) 2.1 设计方案分析 (3) 2.2 方案的论证与选择 (3) 第三章单元电路设计 (5) 3.1 抢答电路设计 (5) 3.2 定时电路设计 (7) 3.1 时序控制电路设计 ................................................................ (13) 第四章智能抢答器实物制作 (15) 4.1 原理图设计和PCB设计 (15) 4.2 实物焊接及调试 (16) 4.2 实物展示 (17) 第五章测试结果分析与设计体会 (20) 5.1 测试结果与分析 (20) 5.2 设计体会与实验总结 (20) 参考文献 (21) 附录元器件清单 (22)

八路抢答器实验报告

电子工艺实习报告 1.实验内容: 学习电子工艺理论,包括焊接技术、常用器件和八路抢答器原理等等; 在练习板上进行焊接练习,包括至少四十个电阻(包括立式和卧式)、四十根导线(包括硬线和软线);根据所学内容和所给材料焊接八路抢答器并验收。 2.实验目的: 初步了解和学习电子工艺的相关知识理论,通过实际焊接提高动手能力,加深对知识的理解,为以后的专业学习打好基础。 3.焊接技术: ·电烙铁分为外热式、内热式、恒温式和吸锡器电烙铁,握法分为正握法、反握法、握笔法三种。镀锡防止氧化,使用后保持电烙铁清洁挂 锡,以防再次加热时出现氧化。 ·焊料:易熔的金属合金又称焊锡丝,特点是熔点比被焊物的熔点低,450度以上称硬焊料,450度以下称软焊料。作用是将被焊物连接在 一起。 ·焊剂包括松香、焊油、镪水等,作用是清除被焊物表面氧化物及杂质,保证焊锡及被焊物之间发生合金反应。 ·焊接工艺要求:焊接的机械强度要足够;焊接可靠,保证导电性能良好;焊点表面要光滑清洁,不能出现焊点表面粗糙、拉尖、毛刺等现 象。 ·操作要领:焊接时烙铁与引线、印制板、铜箔之间的接触位置关系; 焊接的温度和时间要掌握好;焊接时被焊物要固定;焊料使用要适量,将焊锡丝和电烙铁同时作用于被焊物两端,当焊料的扩散范围达到要 求后,迅速拿开烙铁和焊锡丝,拿开焊锡丝的时间不得迟于拿开烙铁 的时间;焊点重焊时必须与上次的焊锡一同溶化,并溶为一体时才能 把电烙铁移开;剪掉多余引线。 ·拆焊:依据情况分为用烙铁直接解焊、采用专用工具、采用吸锡烙铁或吸锡器、利用铜丝编织的屏蔽线电缆或较粗的多股导线用为吸锡材 料等方法。 4.对元器件焊接要求: 遵循先小后大,先低后高,先轻后重,先内后外的原则;电阻标记方向一致、高低一致;电容标记方向要容易看,先焊无极性电容再焊有极性的;二极管正负极性一致、高低一致;集成芯片先弄清引脚顺序,再焊对角然后依次从左到右从上到下焊起,时间不超过3秒。 5.元器件的装配工艺及绘制电路板图: ·元器件的插装方法分为卧式和立式; ·布局布线:布置均匀,密度一致,横平竖直,不许斜排或交叉重排,避免相互干扰; ·上下级输出输入要紧接。 6.工业生产焊接技术:包括浸焊、波峰焊、再流焊。 7.焊接技术的发展。 8.元器件介绍:

数电课程设计八路抢答器

数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计 专业:电子信息科学及技术 班级: 2012级1班 姓名: 学号: 指导老师: 电子通信及物理学院 日期: 2015 年 1 月 10 日

指导教师评语

1设计要求 在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。 设计要求如下:利用数字电路设计一个八路抢答器,允许八路参加,并具有锁定功能,用LED显示最先抢答的队号码,系统设置外部清除键,按动清除键,LED显示器

自动清零灭灯。数字显示功能:数字抢答器定时为30S,启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始;Ⅱ)扬声器要短暂报警;Ⅲ)发光二极管亮灯;如果在30S内抢答有效,计时结束,30S内抢答无效,发光二极管灯灭。 2 设计任务 本次描述的八路抢答器功能指标为:设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器;主持人按下开始抢答的按键后,有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中;在开始抢答后数码管显示30秒倒计时;有抢答人员按下抢答键后,在数码管上显示抢答成功人员的编号,倒计时暂停,同时后续抢答人员的抢答将无效;当主持人再次按下按键回到复位状态,倒计时的数码管保持显示30,显示人员编号的数码管灭,指示灯灭。 本次设计的电路由包括抢答电路、定时电路、报警电路在内的三部分电路组成。抢答电路由按键、锁存器、优先编码器、数码管译码驱动器等器件组成;定时电路由555定时器、计数器、锁存器、数码管译码驱动器、开关等器件组成;报警电路由蜂鸣器、单稳态脉冲触发芯片等器件

课程设计 八路抢答器的设计

电子技术课程设计2007-2008-1 系别 班级 姓名 学号

一、题目 八路抢答器:设置8个抢答按钮,另设置1个主持人按钮来清零。主持人清零后,首先抢答人的号码显示出来并保持,直到主持人再次清零,可设置定时抢答,超出规定时间为无效抢答,只要有人抢答,就发出声、光指示。 二、主要技术指标 该抢答器具有倒计时、抢答、报警的功能。 三、方案论证及选择 (一)、设计要求 1、智力竞赛抢答器可同时功8名选手或8个代表队参加比赛他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7; 2、给节目支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和显示功能,抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时扬声器给出音响提示,此外,要锁存输入电路,禁止其他选手抢答,优先抢答的选手编号一直保持到主持人将系统清零为止; 4、抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可由主持人设定,当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,

并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间 0.5s左右; 5、参赛选手再设定的时间内抢答有效,定时器停止工作,显示 器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零; 6、如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无 效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时抢答,时间显示器上显示00。 (二)、电路设计 根据设计要求,可以把电路分为三块:定时电路、抢答电路和报警电路。 1、设计要点 定时抢答器的总体框图如图a所示,其工作过程是:接通电源时节目主持人将开关置于“清零”位置,抢答器处于静止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间,当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。当定时时间到,却没有选手抢答,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作: (1)优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示编码;

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

信息与电子工程学院 课程设计报告 课程单片机技术应用 设计题目基于单片机STC89C52RC的八路抢答器专业应用电子技术 班级11级4班 成员姓名学号分工成绩 软件部分 硬件部分

目录 一、课程设计概述.................................................................................................................... - 1 - 1.1课程设计背景 (1) 1.2课程设计内容 (1) 1.3课程设计技术指标 (1) 二、方案的选择及确定............................................................................................................ - 1 - 2.1方案一:集成数字电路 (1) 2.2方案二:单片机 (2) 2.3方案分析比较: (2) 三、硬件设计............................................................................................................................ - 3 - 3.1系统硬件设计 (3) 3.2复位电路的设计 (3) 3.3时钟电路设计 (3) 3.4显示电路设计 (4) 3.5按键电路设计 (5) 3.6报警电路设计 (6) 3.7电源模块设计 (7) 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 7 - 4.1系统的功能流程 (7) 4.2主程序流程图 (7) 五、系统调试过程.................................................................................................................... - 9 - 5.1软件调试 (9) 5.2硬件调试 (10) 六、总结.................................................................................................................................. - 13 - 七、遇到的问题及解决方法.................................................................................................. - 13 - 八、参考文献.......................................................................................................................... - 13 - 九、附录.................................................................................................................................. - 14 - 9.1仪器与设备 (14) 9.2元器件清单 (14)

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