基于单片机的抢答器设计

基于单片机的抢答器设计
基于单片机的抢答器设计

西安科技大学

单片机课程设计

基于单片机的八路智能抢答器

电控学院

电气1304班

1306060401

1306060406

1306060424

摘要

随着科学技术的发展和普及,各种各样的竞赛越来越多,其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AT89C51单片机为核心的八路抢答器,采用了数字显示器直接指示,自动锁存显示结果,并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号,经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过LED数码管显示相应的路数,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出是哪组优先按下的按键,充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。

本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出,发光二极管和蜂鸣器发出提示。同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;满时后系统计时自动复位及主控强制复位;按键锁定。

关键词:抢答器;AT89C51;LED数码管显示;定时/计数器。

Summary

With the development and popularization of science and technology, more and more variety of competitions, which Responder role has become increasingly important. This paper designed to AT89C51 microcontroller as the core of eight Responder, use the direct digital display indicator, automatic latching display the results, and automatic reset of design ideas, it can answer depending on the input signal, after control of the microcontroller and generates different and the input signal corresponding to the output signal, the final display the corresponding number of channels through the LED digital tube, even if the difference in time between the two groups to answer in a few microseconds, can also tell which group is the priority of the button is pressed, full use of the SCM system Simple, powerful, good reliability, practical features.

The design is based answer as a starting point. Taking into account the limit to be set according to the function of answer using AT89C51 microcontroller and peripheral interface Responder system, using single-chip timer / counter timing and counting of principle, the software and hardware together organically, so that the system can

correctly for a time, while the digital time can be displayed correctly. Do keyboard switching output, light-emitting diodes and buzzer alert. At the same time the system can achieve: the answer, the only answer is only valid after the start, if the answer is invalid answer before the start; after the expiration of the timing when the system is automatically reset and master forced reset; key lock.

Keywords: Responder; AT89C51; LED digital display; timer / counter.

1.绪论

抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观的分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只有几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路,并增加了许多新功能,如选手号码显示、抢答前或抢答后的计时、选手得分显示等功能。能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入。

抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力知识竞赛场合,但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作,可靠性低,实现起来很困难。为适应目前的状况,需要一种电路简单,元件普通,易于购买等优点,并且能够很好的解决各种问题。而目前的多数抢答器存在几个不足之处:第一,现场线路连接复杂,降低了抢答器的可能性,增加了安装难度;第二,电路设计复杂。因为单片机只能完成号码处理、计时、数据运算等动能,其他功能仍只能靠数字集成电路完成,电路延迟时间较大。

本设计利用AT89C51单片机及外围借口实现抢答系统,利用单片机的定时/计数器和计数原理,将软硬件有机的结合起来,使系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确的显示时间和选手号码。用按键作为键盘输出,二极管、扬声器发出提示。系统可达到的要求:在抢答中,只有按下开始键抢答才有效,若在之前抢答则记为违规。抢答限定时间及回答限定时间均可调节;可以显示哪位选手抢答,抢答剩余时间及无效抢答,正确按键有声音提示;抢答时间及回答时间倒计时显示,时间计完后可自动复位;剩余时间少于5s时声光报警;具有按键锁定功能。

本设计采用模块化设计智能抢答器,在各种场合下均可应用。各组分别有一抢答按键,主持人有开始键、回答问题开始键、复位键、抢答时间调节键和答题时间调节键。通过设计验证,采用单片机设计,电路连接简单工作可靠,抗干扰性能力强。

通过这次设计,可以掌握单片机的原理,了解多功能抢答器的组成原理,提高动手能力,巩固理论知识,建立一套完整的理论实践体系

2.系统方案论证

2.1总体方案论证

方案一:采用数字电路实现设计

采用CD4511实现设计方案,CD4511为常用的四—七段BCD译码器,当某按键按下时,通过按键传送给CD4511,通过译码,数码管显示。与此同时,这一高电平也送到三极管的基极,三极管导通,继电器吸和,当前状态锁定,再按其他键不起作用,而且断开了其他按键与电路的选择,杜绝了误操作。也可以采用74LS148优先编码器,当有按键按下时,经编码后,送到RS锁存器,然后经74LS48译码送到显示器显示。采用数字电路的好处就是设计简单。共设8个用户输入键,当抢答的时候,其中只有1个是有效按键,其它的都是干扰按键,若按下干扰键。电路通常由两大部分组成:显示器电路和主电源电源(UPS)。

方案二:采用AT89C51实现设计

采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口,及其控制的准确性,不但能实现基本的抢答器功能,还能添加调节功能等等。虽然电路较复杂但功能更加丰富以及人性化。

通过比较以上两种方案,方案二有较大的活动空间,不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能,故本次设计采用方案二。

2.2显示模块方案论证

方案一:采用数码管显示

系统采用四位一体八段数码管LED显示。LED应用可分为两大类:一是LED 单管应用,包括背光源LED,红外线LED等;另外就是LED显示屏,目前,中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距,但就LED显示屏而言,中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动,具有:耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。采用LED数码管动态扫描,价格上比较经济实惠且较为节约资源。

方案二:采用LCD显示

采用液晶(LCD)显示。液晶显示器具有低压微功耗、外观小巧、被动显示型、显示信息量大、易于彩色化、无电磁辐射和寿命长等特点。但经济性较LED 差。

通过比较以上两种方案,方案一能更好的节约资源以及有更好的经济性,故本次设计采用方案一。

2.3键盘模块方案论证

方案一:采用独立键盘

独立式键盘每个按键占用一条I/O口线,当按键数量较多时,I/O口利用率

不高,但程序编制简单。适用于所需按键较少的场合。

方案二:采用矩阵键盘

矩阵式键盘电路连接复杂,但提高了I/O口利用率,软件编程较复杂。适用于需大量按键的场合。

通过比较以上两种方案,由于本次设计所需按键数不多,故本次设计采用方案一。

2.4电路设计最终方案确定

最终选择单片机AT89C51作为主控制器;选择LED作为显示模块,此模块可以显示字母、数字,采用独立按键输入,并且采用发光二极管及蜂鸣器作为报警模块。

3.硬件设计

按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块、显示模块、键盘模块、蜂鸣器模块和灯光模块5个模块组成,电路系统构成框图如图3-1所示。主控芯片使用AT89C51,显示模块采用LED,键盘模块选用独立按键,其软硬件设计简单,可广泛应用于长时间连续运行的系统中。

图3-1 系统总体框图

3.1各单元模块分析及电路分析

3.1.1AT89C51最小系统

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片

内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器,期间采用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AT89C51单片机可灵活应用于各种控制领域。

AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

本系统中央控制器采用的单片机AT89C51,复位电路采用上电复位电路。外接的晶振为11.0592MHz晶振。系统的最小系统电路图如图3-2所示。

图3-1 AT89C51最小系统

3.1.2显示模块

本次设计采用八段数码管显示,是四位一体共阴极数码管,由四个八段数码管集成,高电平点亮。在显示上我们通常采用两种方法:一种是静态显示,一种是动态显示。静态显示是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O 端口进行驱动,或者使用如BCD 码二-十进制译码器译码进行驱动。静态显示的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O 端口多,实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。LED 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态显示是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O 线控制,当单片机输出字形码时,单片机对位选通COM 端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态显示。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms ,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,但能够节省大量的I/O 端口,而且功耗更低。故本次设计采用动态显示方法。其原理图如图3-2所示。

P 0.0

图3-2 显示模块

3.1.3键盘模块

键盘是人与万年历实现信息交互的接口,本设计中,我们采用独立键盘。按钮需要十三个,分别为八路抢答按键、开始抢答键、开始答题键、抢答时间调节键、答题时间调节键和复位键。当按键按下,与主控芯片连接的端口被降为低电平,按键松开则也升为高电平。按键采用的是Tack Switch 按钮开关,它具有自动

恢复(弹回)的功能。当我们按下按钮时,其中的接点接通(或切断),放开按钮后,接点恢复为切断(或接通)。按照尺寸区分,电子电路或微型计算机所使用的Tack Swith可分为8mm、10mm、12mm等。虽然Tack Switch有4个引脚,但实际上,其内部只有一对a接点,即其中两个引脚是内部相连通的,而另外两个引脚内部也是相连通的。

本设计中13个按键实现了抢答,时间调节等功能,独立按键的引入使得体现了本设计的人性化,智能化,功能的强大。其电路分为主持人部分和选手部分。分别实现了控制、调节功能和抢答功能。其电路图如图3-3所示。

(a) 主持人部分

(b) 选手部分

图3-3 键盘模块

3.1.4蜂鸣器模块

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计

算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。

本设计采用电磁式蜂鸣器进行。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。因此需要一定的电流才能驱动它,单片机I/O引脚输出的电流较小,单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器,因此需要增加一个电流放大的电路。如蜂鸣器电路图3-7所示,蜂鸣器的正极接到VCC(+5V)电源上面,蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E,三极管的基极B经过限流电阻R3后由单片机的P3.7引脚控制,当P3.7输出高电平时,三级管T1截止,没有电流流过线圈,蜂鸣器不发声;当P3.7输出低电平时,三级管导通,这样蜂鸣器的电流形成回路,发出声音。因此,我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。其电路图如图3-4所示。

图3-4 蜂鸣器模块

3.2电路原理图的绘制和电路的焊接

3.2.1原理图绘制软件PROTEL

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD 软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生

成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率。

3.2.2元器件的焊接

元器件装焊顺序依据的原则是:先低后高,先小后大。一般情况下,应按电阻、电容、二极管、三极管、集成电路、大功率管顺序焊接。

1.对元器件焊接的要求

(1)电阻的焊接:按图将电阻准确装入规定位置,型号标记要易见且方向也尽量一致。要求焊接一种规格后再焊接另一种规格。

(2)电容的焊接:按图将电容准确装入规定位置,并注意有极性电容的极性方向不能错。电容上的型号标记要易见见且方向也尽量一致。电解电容要紧靠PCB板,不可悬浮。

(3)二极管的焊接:正确辨认正负极性后按要求装入规定位置,型号标记要易见,焊接时间尽量可能短。

(4)三极管的焊接:正确辨认各引脚后按要求装入规定位置,型号标记要易见,焊接时间尽可能短。

(5)集成电路(芯片)的焊接:集成电路(芯片)焊接时,要注意按图纸要求检查型号、焊接位置是否符合要求,焊接时先焊芯片边沿的两只引脚,以便使其定位,然后再从左到右或从上到下进行逐点焊接。焊接时间尽可能短,禁止拉焊。

2.焊接质量检查

(1)元器件不得有错装、漏装、错联和歪斜松动等。

(2)焊点应吃锡饱满,无毛刺、无针孔、无气泡、裂纹、挂锡、拉点、漏焊、碰焊、虚焊等缺陷。

(3)焊接后电路板上的金属件表面应无锈蚀和其它杂质。

(4)焊接完成的电路板不得有斑点、裂纹、气泡、发白等现象,铜箔及敷形涂覆层不得脱落、不起翘、不分层。

(5)元器件的引脚或引线表面应渗锡均匀。

4.软件设计

系统软件设计中,我们使用了Keil μVision2。Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势,所以我们选择该软件来开发我们的抢答器程序。

4.1 程序设计

当接通电源开始工作后,单片机中的程序开始运行,将对程序进行初始化,以便和单片机芯片达成通信协议。完成初始化后,将进行键盘扫描,同时判断开始按键、调节按键是否按下。最后完成倒计时和选手号码的显示。系统流程图如图4-1所示。

开始初始化

显示F FF

答题时间调节键按下?

抢答时间调节键按下?

调节抢答时间调节答题时间

有无

非法抢答?

抢答倒计时

显示号码

5S 前有无抢答?

显示号码

灯闪鸣笛答题键按下

判断有无抢答?

5秒前有无答完?

复位清零

灯闪鸣笛

复位清零

N 开始键按下?

Y Y

Y

N

N

N

Y

N

N

N

Y Y

Y

N

复位清零

图4-1 主流程图

5.仿真调试

5.1仿真软件

系统仿真调试过程,我们使用了Proteus软件。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

Proteus可提供如下资源。仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库;仿真仪表资源:示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。除了现实存在的仪器外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。Proteus还提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

5.2仿真过程

1.初始化。

图5-1 初始化

2.按下开始抢答键,进入抢答倒计时。

图5-2倒计时

3.有选手按下抢答键,显示选手号码及剩余时间。

图5-3 抢答成功

4.倒计时少于5s,报警。

图5-4 报警

5.非法抢答。

图5-5 非法抢答

5.3出现问题

在原理图绘制的过程中,我们未注意节点的放置,导致初次仿真不成功,但

经过查阅资料修改原理图,最终仿真成功达到了抢答器系统预期的结果。

6.总结展望

在硬件电路焊接和软件程序设计分别完成的基础之上,进行软硬件的结合与调试。通过下载将在电脑上已完成的程序下载到单片机芯片中。在调试中发现软件中存在的问题,及时解决问题,确保系统能正常工作并达到设计要求。通过反复的调试与实验,可以证明该系统能够较好地完成设计所需的基本要求。即能够正确的完成抢答器预期功能。

在完成系统时我们遇到了很多困难,从一开始电路设计不够优化导致蜂鸣器不能正常发声,到后来查阅资料一点点丰富我们的设计。在整个设计过程中,我们充分发挥团队精神,分工合作,发挥人的主观能动性,自主学习,学到了许多没学到的知识,较好的完成了作品。相互学习、相互讨论研究,共同进步,完了最初的设想。在电路焊接时虽然没什么大问题,但从中也知道了焊接在整个作品中的重要性,电路工程量大,不能心急,一个个慢慢来不能急于求成。反而达到事半功倍的效果。对电路的设计、布局要先有一个好的构思,才显得电路板美观、大方。程序编写中,由于思路不清晰,开始时遇到了很多的问题,经过静下心来思考,和同组员的讨论,理清了思路,反而得心应手。在此次设计中,知道了做凡事要有一颗平常的心,不要想着走捷径,一步一个脚印。此次比赛也练就了我们的耐心,让我们认识到了学习基础知识的重要性,当设计完整的系统时,要考虑到硬件和软件两者的结合,有时硬件的不足,我们可以用软件程序来弥补,从而节约硬件成本,在设计软件程序时要模块化,可以提高程序的可读性。总之,通过此次单片机课程设计我们的能力得到了全方位的提高。

参考文献

[1] 柴钰.单片机原理及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2009

[2] 魏芬.基于Proteus的单片机实验与.清华大学出版社,2015

心得体会

时光飞逝,转眼之间,一个学期又进尾声了。而本学期的单片机综合课程设计也完成了。

俗话说“好的开始是成功的一半”。说起课程设计,我认为最重要的就是做好设计的预习,研究课题,选一个自己有兴趣的题目。其次,要全方面的了解自己所做程序的各个部分。因为只有做到将一切都了然于胸,做起设计才能事半功倍。最后,要重视程序的模块化,以便修改方便,也要注重程序调试和硬件的焊接,掌握其方法和注意事项。

为期一周的单片机课程设计让我受益匪浅。此次课程设计将软件与硬件相结合,考察了我们对单片机的整体掌握程度以及硬件设计能力和软件编程能力。对于我们来说理论知识不成问题,但将理论付诸于实践却是一个很大的障碍。

在确定好我们课程设计的题目之后,我们通过去图书馆翻阅相关设计书籍,并且上网查阅各种资料,确定了基本方案,完成了大体的硬件设计思路。又通过对功能的设计完成了相应的软件设计。最后我们通过软件仿真验证了所设计方案的可行性,并且完成了实物的制作。虽然这其中的过程比较繁琐复杂,但却让我对设计一个完整的系统有了基本的经验。

单片机课是一门实践性很强的课程,仅有课堂上理论知识的学习,对运用好单片机是完全不够的,必须亲自做实验,从实验中吸取教训,总结经验,增加实战经验,加深对单片机的理解,才能更好的运用单片机。这次实训的目的就是为学生提供自己动手设计的机会,让我们能够从实践中学会单片机的开发过程和实际运用。

在设计过程中我们也遇到了许多困难。在进行电路仿真时我们未注意到节点的放置,导致初次仿真不成功。我们通过查找资料和向老师同学询问解决了这个问题。在焊接好电路并且调试之后,我们发现蜂鸣器声音过小,后经查阅资料,知道了是由于单片机I/O引脚输出的电流较小,单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器,因此需要增加一个电流放大的电路,才能使蜂鸣器正常发声。

通过这次实习我学到了许多书本上学不到的知识,丰富了我的视野,也锻炼了我的动手能力并且培养了我的团队精神。通过这次单片机实习,不仅加深了我对单片机理论的理解,更教会我怎样更好地将理论应用到实际当中去。这次实习也将会成为我日后工作学习生活中很重要的经验。

心得体会

本次单片机课程设计,将理论知识与实践充分结合。不仅考察了我们对理论知识的掌握程度,对我们的实际动手能力也有很高的要求。经过这一周的学习,我们对知识的综合利用能力和创新思维都得到了很大的提升。

在确定8路抢答器为课程设计题目后,我们通过上网查阅各种资料,去图书馆翻阅相关设计书籍,确定了基本方案,又通过仿真软件验证了方案的可行性,虽然比较繁琐复杂,但却让我对设计一个电路有了基本的经验。8路抢答器的基本原理是:电源电路为单片机以及其他模块提供标准5V电源。晶振模块为单片机提供时钟标准,使系统各部分协调工作。复位电路模块为单片机系统提供复位功能。单片机作为主控制器,根据输入信号对系统进行相应的控制。选手按下相应的键,蜂鸣器发出提示音,直到按键释放。数码管显示最先按下选手的编号。选手回答完毕,主持人按下复位按钮,数码管清零,蜂鸣器停止发声,可以进入下一题的抢答。

通过此次课程设计,我深刻感受到完成一个电子产品不仅仅是完美的方案和设计思路,还需要熟练细致的动手能力。比如,进行焊接制作时必须精益求精,一丝不苟,必须严格按照事先准备好的电路图精确焊接,确保没有虚焊漏焊,一点的差错都可能导致实验结果的错误,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,也使得整个电路更好看美观。在焊接结束后,我们把程序导入继续进行调试。调试工作是个精细工作。调试时,我们发现由于蜂鸣器声音太小,发出的报警提示音不能达到预期的效果,所以我们决定修改程序,安装放大电路,是蜂鸣器报警声音变高。

在本次的课程设计过程中,我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题,使我思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料,并认真的阅读这些与我的设计相关的资料,从而我的专业涵养得到了提高知识的储备量也有所增加。在做设计时,我复习了很多专业课的知识,这使得我的专业知识也得到了巩固。我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面,自己的专业知识掌握的很不牢固,所掌握的电路应用软件还不够多,我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。而且,通过这次设计,我懂得了学习的重要性,学会了坚持和努力,这将为以后的学习做出了最好的榜样!我将会在以后的学习和生活中不断提升自己。

心得体会

为期两周的单片机课程设计结束了,我通过这次设计学到了很多知识。

刚开始开始学习单片机时我感觉很吃力,但在不断的学习过程中我慢慢的对单片机产生了兴趣,并且在编写程序过程中吃力的感觉也慢慢的淡了。我知道了基础知识掌握牢固是非常重要的,并且在学习过程中要学会提问题和自己解决问题。虽然在开始学习单片机时感觉很青涩,但只要坚定自己的学习信心,在付出持之以恒的努力,我相信自己能进一步加深对单片机的了解,在单片机的学习道路上越走越远。

这个学期,我除了在课堂上学习了理论知识以外,还通过试验将所学的知识运用到实践来,在实践中发现问题,强化理论知识。

通过这几天的实训,使我的感触很深,真实“条条大路通罗马”,要达到目的,不同的人就有不同的方法。只要你的方法不错怎样做都可以,而且是各有特色。走出来的结果都有各自的独到之处。实训中有苦有甜,当我们为一个很难攻破的程序找出路时,心情烦躁,感觉自己很不可理喻,当程序一点点的编好后,自己从心底感觉到一点小小的安慰,看着自己的成果。感觉很欣慰,有一丝丝的甜意,这几天的实训使自己的思维逻辑也有了小小的进步。

这次单片机实训让我懂得很多。首先,不管做什么事,计划是很重要的。没有一个完好的计划,做事情就会没有一个好的顺序,做事情会比较乱,很难成功。而有一个好的计划,不管做什么事都会事半功倍,做事心中有数,,明确重点和缓急,不会有疏漏。这样才能提高成功率。其次,做事要多动脑,选出最好的方法。一件事往往有多种解决方法,一个好的方法,不仅能使事情事半功倍,而且往往决定最后的成与败,所以做事时一定要多动一下脑筋,想出最好的方法。要注意细节。细节决定成败,这句话在这次课题中不仅一次得到了印证,特别是在软件的编程过程中,一点点的错误就会使你整个程序不能运行。因此我们不仅仅要有整体意识,也要注意细节,不要因一个关键地方的一个细节而导致满盘皆输。

这次实训的经历让我终身受益,我感受到了这次实训,是要真真正正用心去做一件事情,是真正的自己学习的过程和研究的过程,没有学习就不可能有研究的能力,没有了自己的研究就不会有突破,希望这次的经历能让我在以后的学习中激励我更大的进步。

附录

附录一:总电路图

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,

武汉工程大学单片机多路抢答器的课程设计资料

电气信息学院 单片机技术课程设计报告 课题名称多路抢答器的设计 专业班级10 电气4班 学号2010500238 __________________ 学生姓名________ 杨彬____________ 扌旨导教师______ 易先军___________ 评分_____________________________

2013年6月17日至6月21日

课程设计量化评分标准 指导老师评语:

答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。答:(1)问题说明:对于采用独立式按键设计还是行列式按键设计有所困扰。 解决方法:行列式键盘是采用X*丫型按键来实现I/O的扩展的,这种按键的排 列方式可以有效的提高I/O 的利用率。 (2)问题说明:Proteus 软件中,从元器件库中调出的元件有的不能仿真。 解决方法:Proteus 里面又不是器件是没有仿真模型的,只是个原理图 符号,故必须选含仿真模型的器件。 2、教师现场提的问题记录在此(不少于2个问题)。 (1)Proteus 软件的主要功能是什么? 答:Proteus 软件可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路,软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备,各种虚拟仪器,特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。 (2)如果有多个按键几乎同时按下,你是如何来保证最先按下的按钮抢答成功的? 答:可以通过锁存器达到目的。当有第一个按键被按下时,锁存器将迅速锁存优先抢答者的按键状态,并能同时禁止其他选手按键,使其按键操作无效。

现如今生活娱乐的多元化已是现代的生活方式之一。知识、娱乐比赛更是流行于各行各业,而其中又以抢答形式为主。在抢答过程中,为了知道哪一组或 哪一位选手优先获得抢答权,必须要设计一个系统来完成这个任务,避免人的主观意识判断错误。在抢答中,只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甚小,也可分辨出哪组优先答题。此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器,与数码管、报警器等构成八路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点,而复位电路,则使其能再开始新的一轮答题和比赛,与此同时还利用汇编语言编程,使其能够实现一些基本的功能。 关键词:AT89C51单片机;抢答器;数码管;报警器 I

根据单片机的三路抢答器的设计王辉

基于单片机的三路抢答器的设计 1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (1)设计一个可供3人进行的抢答器。 (2)系统设置复位按钮,按动后,重新开始抢答。 (3)抢答器开始时数码管显示序号00,选手抢答实行优先显示,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号,同时发出音响,并且不出现其他抢答者的序号。 (4)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间有主持人设定,本抢答器的时间设定为30秒,当主持人启动“开始”开关后,定时器开始减计时。 (5)设定的抢答时间内,选手可以抢答,这时定时器停止工作,显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。 1.2 课程设计的要求 (1)基于单片机的三路抢答器的设计,并用Proteus设计与仿真出来。 (2)程序用Keil编程出来,并且生成Hex文件。 (3)设计的方案要能够长期,有效,稳定的运行。 (4)力求简单实用。 1.3 课程设计的研究基础 本设计是以三路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;抢答时间和回答问题时间倒记时显示,满时后系统计时手动复位。 2 基于单片机三路抢答器系统方案制定 2.1 方案提出 方案一:

图1 方案一设计方案 方案二: 图2 方案二设计方案 2.2 方案比较 第一个方案比第二个方案多了一个驱动电路,所以第一个方案的电路会比较复杂。 2.3 方案论证 该系统采用51系列单片机AT89C52作为控制核心,该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。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。 2.4 方案选择 通过以上两个方案的比较,选择第二个方案。 3 基于单片机三路抢答器系统方案设计 3.1各单元模块功能介绍及电路设计

基于c语言知识单片机8位竞赛抢答器设计课程规划设计

课程设计报告 课程名称:单片机课程设计 报告题目:8位竞赛抢答器的设计学生姓名: 所在学院:信息科学与工程学院专业班级: 学生学号: 指导教师: 2013 年12月25日

课程设计任务书

摘要 抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低。作为一个单位,如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使(电子器件的)抢答器损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s设定;可以显示是哪位选手有效抢答,正确按键后有5s的音乐提示(即扬声器发出响声);抢答时间和回答问题时间倒记时显示,满时后系统计时自动复位及主控强制复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。 关键词:89c52;电路;显示;按键

目录 一、概述 (1) 二、方案设计 (1) 三、硬件电路设计 (2) 1、抢答器的电路框图 (2) 2、单元电路 (3) 2.1、抢答器电路 (3) 2.2、时序控制电路 (3) 2.3、复位电路 (3) 3、时钟震荡电路 (3) 4、报警电路 (3) 四、软件设计 (4) 1、系统主程序 (4) 2、系统程序 (5) 五、结论与心得 (10) 六、参考文献 (10)

基于单片机的四路无线抢答器

基于单片机的四路无线抢答器 摘要 抢答器作为一种公正的裁决工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本文介绍了一种用315MHZ多用途DF无线数据收发模块、PT2262编码芯片及常用单片机AT89C51芯片设计的数码显示四路无线抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒),定时器进行减计时。参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号。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,定时显示器上显示0。 关键词:AT89C51,PT2262,无线收发模块

Abstract Responder is a fair ruling tool, has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge competitions.In this paper, a 315 MHZ multi-purpose DF wireless data transceiver module, and the commonly used microcontroller AT89C51 chip PT2262 encoding chip design of the digital display four way wireless vies to answer first circuit composition, function and design ideas. The responder addition to a basic function, also has the timing responder function, and one answer in the time set by the host (such as 30 seconds), the timer to reduce the time. Contestants answer, in setting the time vies to answer first, the timer stops working, the number of players displayed on the display. If the time has come, no contest, this contest null and void, and to prohibit answer alarm system, from time to time display shows 0. Keywords:AT89C51,PT2262,The wireless transceiver module

(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计

基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求: 以单片机为核心,设计一个4位竞赛抢答器:同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮,锁存相应的编号,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30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声响,声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答,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的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 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,定时显示器上显示00。 工作原理: 通过键盘改变抢答的时间,原理与闹钟时间的设定相同,将定时时间的变量置为全局变量后,通过键盘扫描程序使每按下一次按键,时间加1(超过30时置0)。同时单片机不断进行按键扫描,当参赛选手的按键按下时,用于产生时钟信号的定时计数器停止计数,同时将选手编号(按键号)和抢答时间分别显示在LED上。

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num; //定义中断变量,num计满20表示1秒时间到uchar num1; //十秒倒计时显示初始值 uchar flag1,flag2; //清零键及开始键按下标志位 uchar flag3,flag4=0; //定义键盘按下标志位 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f}; //数码管编码

基于单片机的多路抢答器设计

长沙学院 《单片机原理及应用》 课程设计说明书 题目基于单片机的多路抢答器设计系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期

《单片机原理及应用》课程设计任务书

长沙学院课程设计鉴定表

目录 目录 目录 (4) 1设计内容与要求 (5) 2 设计方案 (6) 3.电路仿真图 (7) 4.程序框图 (9) 5.心得体会 (10) 6.参考文献: (10)

概要 数字抢答器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。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。单片机体积小价格低,应用方便,稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实现,大大简化了外围硬件电路,使外围电路的实现简单方便。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”,而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”,使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的,选手进行抢答,抢到题的选手来回答问题。抢答器不考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气选手们都站在同一个起跑线上,体现了公平公正的原则。关键字:抢答电路定时电路报警电路 1设计内容与要求 设计内容 设计一个抢答器,可供位选手抢答,主持人可通过开关复位控制,具有抢答、 设计要求 设计一个抢答器,可以同时供8名选手或8个队伍参加比赛,他们的编号分别是 1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应, 也是给节目主持人设置一个控制开关9,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭 灯)和抢答的开始。 抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始,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。此外要封存 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系统清零为止。 抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定,档节目主持人 按下“9”按钮后,同时扬声器发出短暂声, 抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清零为止。

无线抢答器系统设计

数字通信系统课程设计论文题目:无线抢答器系统设计 指导老师: 专业:电子信息工程 班级:D0842 姓名: 学号:

摘要 进入二十一世纪,无线数据通讯技术在我国蓬勃发展,也得到了信息产业部以及各行各业的高度重视,因为任何有线数据传输网络只能是网状覆盖,而无线数据传输网可达到真正的面覆盖。目前主要的短距离无线数据传输技术主要有蓝牙、Zigbee、IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术[,与已具备相当规模的无线长距离通讯网络(比如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯)相比,短距离无线通讯系统在基本结构、服务范围、应用层次以及通讯业务(数据、话音)上,均有很大不同。下面分别介绍这几种无线传输技术。 蓝牙技术(Bluetooth)主要面对网络中的各种数据和语言设备,通过无线方式将它们连接起来,从而方便快速的实现数据传输,它使用2.4GHZ的ISM频段,最大传输率1Mbit/s;IEEE802.11x的技术标准是无线局域网的国际标准,也是用2.4GHZ的ISM频段,协议主要在OSI的物理层和数据链路层,虽然传输速度快,但此类设备比较昂贵,技术复杂;Zigbee是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术,是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术,基于IEEE 无线个人区域网标准,数据传输速率通常为10kb/s到250kb/s,有效覆盖范围10到75米,由于其协议简单、成本低、网络容量大等优点,使其在无线传感网络中得到广泛的应用。 在未来,短距离无线数据传输将向着更高传输速率、更高传输精确度的方向发展,而且传输设备的成本也会进一步降低,传输协议也会进一步简单,从而是短距离无线通讯走入我们的生活,给我带来更多方便。 本次设计的课题是无线抢答器的设计,用NRF24L01作为2.4G无线通信模块,采用单片机AT89C51作为主控器,并利用ZLG7289作为显示键盘驱动芯片。来设计无线收发的抢答器电路。本次设计只是较简单的一种,应尽量用最简洁的语言写出所需功能的程序。 关键字:通信技术、无线收发、NRF24L01

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)

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

基于C51单片机的八路无线抢答器毕业设计

摘 要 能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用前期的模拟电路,数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测日新月异的更新,利用单片机实现的抢答器也变得功能强大,结构简单,本文介绍一种利用单片机设计的八路无线抢答器,它功能不是特别多,但非常适合学校 抢答器的设计与制作方法在很多电子类媒体都能看到,但遗憾的是这些设计有的是原理性的,缺乏实用价值,而且不容易制作成功:有的电路设计过于复杂,不必要的功能太多。在这些设计中,主持人控制电路和选手控制电路之间一般都是用电缆连接,以达到相互之间通讯的目的,这种方法在实际使用时存在线缆连接可靠性的问题,并且安装和保管不方便,使用无线传输来传递各抢答器电路之间的信号,则可以有效避免有线传输信号的弊端。 关键词:抢答器;单片机;AT89C51;Keil c51;Proteus

引 言 单片机把我们带入了智能化的电子领域,许多繁琐的系统若由单片机进行设计,便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统,那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。 而随着技术的进步,单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统,通过串口通信动态传输数据,使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”,而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”,使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。 无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目.都会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器.但绝大多数是早期设计的,以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路相对来说就越复杂,且成本偏高.故障高,显示方式简单(有的甚至没有显示电路),无法判断提前抢按按钮的行为,不便于电路升级换代。近年来随着科技的飞速发展·单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异。本设计就是利用微电恼芯片(单片机)作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生,用单片机本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。

单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计

单片机原理及接口技术 课程设计 八位竞赛抢答器的设计 姓名: 学号: 指导教师: 院系(部所):机电工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 完成日期:2012年12月20日

摘要 随着单子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到需设定限时回答的功能呢个,利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。用开关做键盘输出,扬声器发生提示,并且有警告灯显示,正常工作时为绿灯,报警或抢答等违规信号时则出现红灯。 关键词:AT89C51;抢答器;计数器

目录 1概述 (1) 2 抢答器的硬件系统设计 (3) 2.1 系统整体方案设计 (3) 2.2 系统硬件组成 (3) 3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5) 3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5) 3.1.1 电源电路 (5) 3.1.2 时钟电路 (6) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 主流程图 (8) 4 模块的设计与实现 (9) 4.1 抢答电路的设计 (9) 4.2 锁存器74HC573 (9) 4.3 主持人控制电路与扬声器的设计...................... 错误!未定义书签。 4.4 显示电路的设计.................................... 错误!未定义书签。 5 软件的设计 (12) 5.1语言选择 (12) 5.2软件总体设计 (12) 总结 (13) 参考文献 (15) 致谢 (16) 附录 (17)

单片机四路抢答器课程设计

课程设计(论文) 题目名称简易四路抢答器设计 课程名称单片机原理及应用 学生姓名瞿永 学号0841229144 系、专业电气工程系测控类 指导教师杨波 2010年7 月1 日

邵阳学院课程设计(论文)评阅表 学生姓名瞿永学号0841229144 系别电气工程系专业班级08电本二班题目名称简易四路抢答器课程名称单片机原理及应用 二、指导教师评定

目录 摘要 (4) 一,设计任务与要求 (4) 二,方案设计与论证 (4) 三,硬件电路设计 (5) 四,软件设计 (8) 五,器件选型方案 (21) 六,调试: (22) 七,结论与心得 (22) 八,参考文献 (23)

单片机四路抢答器设计 摘要 抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低。作为一个单位,如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使(电子器件的)抢答器损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 本设计是以四路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT49C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定;可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答,正确按键后有音乐提示;抢答时间和回答问题时间倒记时显示,满时后系统计时自动复位及主控强制复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。 一,设计任务与要求 1、抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0 ~ S3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,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,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4、参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号并保持到主持人将系统清除为止。 二,方案设计与论证

基于单片机的抢答器的设计

基于51单片机的数字抢答器设计 系别:机械与电子工程学院 专业:电气工程及其自动化 班级:电气1304班 姓名:张宏伟 学号:2013011367 指导教师:吴雪娟 完成日期:2015.12.11 - 1 -

摘要 数字抢答器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。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。单片机体积小价格低,应用方便,稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实现,大大简化了外围硬件电路,使外围电路的实现简单方便。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”,而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”,使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的,选手进行抢答,抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上,体现了公平公正的原则。 关键字:抢答电路定时电路报警电路 - 2 -

引言:单片机的发展史 单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展 MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 单片机的发展单片机作为微型计算机的一个重要分支,应用面很广,发展很快。自单片机诞生至今,已发展为上百种系列的近千个机种。 第一章数字抢答器的概述及要求 1.1 数字抢答器的概述 对于抢答器我们大家来说都不陌生,它是用于很多竞赛场合,真正实现先抢先答,让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上,体现了公平公正的原则。 1.2 设计任务与要求 基本要求: 1.给主持人设置一个开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答器的开始。 2.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答器按钮,编号立即锁存,并在 LED数码上显示选手的编号,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。 发挥部分: 1.抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如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,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5秒左右。 2.参加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

单片机八人抢答器课程设计报告

单片机八人抢答器课程设计报告

单片机计课程设报告 八人抢答器 专业:电子信息工程 姓名: 学号: -12-3

目录 一:名称与目的 1. 设计要求及目的二:硬件电路设计 1.总体原理图 2.时钟频率电路的设计 3.复位电路的设计 4.显示电路的设计 5.键盘扫描电路的设计 6.发声 7.系统复位 三.系统软件设计1.系统原理图 2.程序流程图 3.程序 四.调试 1.系统的调试 2.具体调试 3.调试实物图 第一章:要求:

1、八人抢答逻辑:只有一个最先抢答有效。 2、在主持人控制下,10秒内抢答有效。 3、采用数码管显示抢答10秒倒计时,若有抢答直接结束,显示结果。 4、抢答结束后用数码管显示抢答结果:抢答有效人编号;若有异常(提前抢答,犯规),显示抢答人编号和E,本次抢答结束。 5、设主持人控制键、复位键。 控制键:启动抢答 复位键:系统复位 6、开始、正常结束、抢答结束、违规抢答采用声音提示。 第二章:系统硬件设计 为使硬件电路设计尽可能合理,应注意以下几方面: (1) 尽可能采用功能强的芯片,以简化电路,功能强的芯片能够代替若干普通芯片,随着生产工艺的提高,新型芯片的的价格不断下降,并不一定比若干普通芯片价格的总和高。 (2) 留有设计余地。在设计硬件电路时,要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计,如果现在不留余地,将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。 (3) 程序空间,选用片内程序空间足够大的单片机,本设计采用STC89C52单片机。

(4) I/O端口,在样机研制出来后进行现场试用时,往往会发现一些被忽视的问题,而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集,就必须增加输入检测端;有些物理量需要控制,就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口,虽然当时空着没用,那么用的时候就派上用场了。原理图: 2.时钟频率电路的设计:单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作速度

无线抢答器设计

无线抢答器设计 无线抢答器的设计 摘要 当代社会知识竞赛举办频繁,抢答器的使用也比较多。普通抢答器,在显示方面还存在不足,个人原因占据大部分,在竞赛活动中无法保证公平。所以针对这类现象采用

了无线抢答器。无线抢答器系统采用无线传输模块,连接选手电路和主持人电路。无线抢答器功能强大,可以根据比赛的要求显示抢答时倒计时,选手的分数,显示该题的分数。这样就可以保证比赛的公平和公正。一套标准无线抢答系统就可以为不同的比赛提供从抢答、评分、计时到屏幕显示分数、统计分数等功能。普通抢答器在活动现场安装比较复杂,而无线抢答器就比较方便,省去了布线的麻烦。举办方选用无线抢答器可以更大的节约成本,优化流程,减少失误,为活动带来更大的影响力。 关键词:无线抢答器无线传输模块倒计时 Abstract In today's society,knowledge contest activities are more and more frequent.So the demand of Answer will become increasingly common. Answer devices such as ordinary, on display are still insufficient, individual reason occupies the majority,in the competition activities cannot assure fair. So for this phenomenon,we can use answer wireless device. Answer wireless device use wireless transmission module, links player circuit and host circuit.Answer wireless device is very good, it can according to match requirements display answer in the countdown, the players' scores, showed that the topic the scores . This would ensure fairness and justice of the match. A set of standard wireless answering system can provide for different matches from vies to answer first, score, timing to screen scores, statistical scores etc. Function. Answer devices such as ordinary,in the active site installation is more complex, and the wireless answer device is more convenient,reduce the wiring of trouble. Host machine can choose wireless answer device can more cost savings, optimize the process, reduce mistakes for activities to bring greater influence. Keywords:Answer wireless device Wireless transmission module Count down 目录 第一章绪论 .......................................................... - 1 -

(完整版)基于单片机的抢答器设计

学号1251401243 《单片机》 课程设计 (2012级本科) 题目:基于单片机的抢答器设计 系(部)院:物理与机电工程学院 专业:电气工程及其自动122班 作者姓名:杨存恩 指导教师:向根祥职称:副教授 完成日期: 2 0 1 5 年 6 月28 日

目录 1 引言 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 电路原理图 (3) 3.2总体设计电路图 (3) 3.2.1 振荡电路 (4) 3.2.2 复位电路 (4) 3.2.3 加减分电路及蜂鸣器报警电路 (5) 3.2.4 抢答电路及裁判控制开始停止电路 (5) 3.2.5 数码管显示电路 (6) 4 仿真过程示意 (7) 4.1 开始抢答 (7) 4.2 抢答倒计时 (8) 4.3 答题及答题倒计时 (8) 4.4 违规抢答 (9) 4.5 答题正确加分 (9) 4.6 答题错误减分 (9) 4.7 抢答结束 (10) 5 程序流程图 (11) 6 课程设计总结 (11) 参考文献 (12) 附录:源程序清单 (13)

1 引言 1.1 设计目的 现如今电视节目日益丰富其中的竞赛环节也越来越多,其中智力抢答器是不可或缺的器材。在本学期学习了单片机这门课之后,我觉得可以试着自己来实现抢答器的功能,令它能准确、公正、直观地判断出第一抢答者,并通过抢答器的数码管显示和蜂鸣器报警指出抢答组别。最终做出一种数字式抢答器的设计方案,通过Proteus设计完成,利用keil2软件编辑程序,仿真验证,适用于多种竞赛场合。 1.2 设计要求 设计一个用于智力竞赛的抢答器,其功能的实现是由单片机控制的,满足:(1)能容许2-6组进行抢答。 (2)能显示抢答组号。 (3)各组记分,并能记分显示。 (4)比赛结束时,能发出报警声。 2 设计方案 在设计中采用的单片机是AT89C51,它主要负责控制各个部分协调工作。P1.0和P1.7由裁判控制,分别是抢答开始和停止键。P1.1—P1.6是6组抢答的输入口,按下对应按钮即为抢答。P0口为数码管的段选口,位选口用的是P2口的低4位,外部中断0。外部中断1,P3.3用于控制有组答题完成后结束计时。P3.4—P3.5分别实现了分数的加一和减一。P3.6为蜂鸣器的控制口。外部中断和内部中断并存,单片机有硬件复位端,只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。外部还接有蜂鸣器用来发出报警音。采用7SEG-MPX4-CC-BLUE显示,它是共阴极的由高电平点亮。系统仿真用到了Proteus软件,通过仿真可以显示所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助。

相关文档
最新文档