单片机开题报告

一、选题目的和意义： 通过本次设计学习，更透彻的明确51单片机的原理及应用，了解多功能智能抢答器的组成原理，初步掌握多功能智能抢答器的调整及测试方法，在实践中提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题的设计与装配、调试，巩固本科期间学习到的理论知识，建立单片机技术理论与实践的结合，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。 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。








题 目 基于单片机的智能抢答器设计（硬件） 学生姓名 XXX 学 号 XXXXXX 专业名称 电子信息工程 指导教师 XXX 开题时间 2011-3-6 班 级 电信0701 一、选题目的和意义： 通过本次设计学习，更透彻的明确51单片机的原理及应用，了解多功能智能抢答器的组成原理，初步掌握多功能智能抢答器的调整及测试方法，在实践中提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题的设计与装配、调试，巩固本科期间学习到的理论知识，建立单片机技术理论与实践的结合，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。 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。 二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势： 智能抢答器作为一种简单通用的电子产品，现在已经广泛应用于各种智力和知识竞赛中。 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能也越来越强，可靠性和准确性也越来越高。 一般能够实现抢答器功能的方案有多种。我们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，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。 对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。















三、主要研究内容： 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。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为20s，回答问题时间为30s。通过加键和减键修改上述时间，改完后结束键确定。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。主持人可按键结束，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。



















选题依据及研究意义 随着我国改革开放以来，人们生活水平不断提高，个人财产也日益丰富,人们除了注重物质生活外,对精神生活的要求也越来越高。智能抢答器，是基于单片机设计和开发的一个实用性产品，在现代社会里。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。特别是在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易等，都会用到抢答器。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。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的产品,这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路越复杂，且成本也比较高，发生故障的可能性也比较高．传统普通抢答器主要存在以下缺陷：传统的抢答器都是导线布线，受现场环境影响很大。显示方式简单，无法判断提前抢按按键的行为．且不便于电路升级换代． 当今计算机的普及和电子信息技术的迅猛发展,对智能抢答器有了更高的要求，如何有效的保证许多公开竞争场合裁决的公平，公正。单片机智能抢答器为之提供了条件和发展空间。建立一个价格适宜、智能化、自动化、数字化等特点的智能抢答器具有重要意义。 本设计应用以单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，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利用单片机本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。




2 选题研究现状 历史上的每次变革和演进几乎都是都科技的发展和生产力的进步推动的，在每个时代都会有代表这个时期的科技产品。而在21世纪的今天更是科技飞跃发展的时代，其中电子产品的发展风是日新月异，特别是上世纪集成电路的出现，更带动了电子产品的跳跃发展，最主要的是集成块（单片机）

的出现使产品更智能化。 在各种知识竞赛，抢答器是少不了的，抢答器由单片机以及外围电路组成，由于采用单片机，使得外围电路非常简单，但是功能并不比一般的抢答器少。抢答器采用单片机控制,采用最新双向扫描技术,保证比赛公平、公正.具有语音提示,抢答时间、倒计时可任设。抢答组号、犯规组号、倒计时还通过大型显示屏显示出来，适合电视台、工厂、机关、团体、工会、学校、部队、等部门举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时使用。 传统的抢答器都是导线布线，受现场环境影响很大。本文介绍的抢答器，是以8951单片机为核心制成的，其功能为连续可调的0到9秒的，抢答有效有高频铃声并显示组别，抢答无效有低频铃声也是显示组别，并且有计分功能，预置100分，答对为加10分，答错为减10分，由主持人手动复位，加减分，所以此抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。 3 研究内容 （一）研究思路 1. 单片机要识别多路抢答信号可采用外中断方式，当外中断到来时执行外中断子程序，将抢答触发标志置位，即所谓的扫描。 2. 电子智能抢答器分别用单片机控制，功能分别为计分和抢答。计分的工作原理是采用最小系统，用4x4键盘来输入是选手需要加减进行分数的加减输入。主板上的6个数码显示，加几分的数，按确定键后分数值从I/O口P2传到计分器显示模块上再通过数码管驱动模块显示。 3. 抢答的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用锁存显示组号。 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。 （二）研究方法 本文在研究过程中，运用定性与定量分析相结合，借助于大量权威数据、程序、电路图等进行论证。具体分类有以下研究方法： 1．对比分析法。在本文的研究过程中，对多种用不同方法制作的抢答器进行对比分析，对用数字电路制作的，模拟电路制作的，与单片机进行对比，得到最优方案。 2．实证分析法。在研究单片机智能抢答器的过程中，笔者收集了大量的资料。通过对这些数据和资料的实证分析和研究，为单片机智能抢答器的可用性提供了充分的依据。 4 论文提纲 1引言 ①课题技术背景 ②选题的依据及课题意义 ③国内外研究概况及发展趋势 2 总体设计方案论证 ①设计思路 ②总体设计框图 ③设计原理分析 3硬件电路的设计 ①总原理图 ②时钟电路

③复位电路 ④显示电路 ⑤键盘电路 ⑥报警电路 4 程序设计 ①计分显示程序 ②抢答软件显示程序 5 总结 6 致谢 7附录：系统原理图 5 主要参阅文献 [1] 沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].北京：电子工业出版社,2005.1. [2] 徐建军.MCS-51系列单片机应用及接口技术[M].北京：人民邮电出版社,2003.6 [3] 何立民.单片机应用技术大全.北京:北京航空航天大学出版社,1994 [4] 何立民.MCS-51单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京：航空航天大学 [5] 楼然苗，李光飞．51系列单片机设计实例．北京：北京航空航天大学出版社，2004：24-35 [6] 张培仁．基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用．北京：清华大学出版社，2003：159-163 [7] Analog Device Corp.Data-Acquisition Databook,1991 [8] Joseph D.Greenfield:Practical Digital Design Using ICs [9] 杨西明，朱骐.单片机编程与应用入门．北京：机械工业出版社，2004：59-66 [10]《Protel电路设计实用指南》 西安电子科技大学出版社 刘宏 赵杰忠等编 [11]张友德，赵志英，涂时亮．单片微型机原理，应用与实践（第四版）．上海：复旦大学出版社，2003：110-125 [12] 张延琪．常用电子电路280例解析．北京：中国电力出版社，2005：54-55 [13] 胡钢．微机原理及应用．北京：机械工业出版社，2001：50-52 [14] 杨振江，杜铁军，李群．流行单片机应用子程序及应用实例．西安：西安电子科技大学出版社，2002：88-89 [15] 高吉祥，易凡．电子技术基础实验与课程设计．北京：电子工业出版社，2005：45-49 6 研究进程安排 10月18日 下达任务书 10月18日-10月26日搜集、查阅文献资料、撰写并提交文献综述。 10月26日-11月1日查找相应资料，提交开题报告初稿。 11月14日-11月19日查找相应资料，修改、完善开题报告并提交论文初稿（电子稿、打印稿）。 11月26日-12月9日 根据指导老师意见进行修改，并提交第二稿 12月16日-12月29日 根据指导老师意见进行修改，并提交第三稿。并按要求进行软件设计，实现测试功能。 1月4日—1月14日 完成定稿





题 目： 16路单片机无线抢答器设计
一、选题的依据及意义： 在当今大众传播的新时代，中央电视台，地方电视台都推出了一批深受观众喜爱的互动抢答节目，比如《开心辞典》、《幸运52》，在这些节目中，我们可以看到，不论是抢答还是答题，都是非常公平公正的。多位参赛选手在听完主持人的问题后，多人进行抢答，那么是什么让主持人可以明确的判断出哪位选手抢到了答题权，这完全归功于抢答器的功劳。我们回想从前，主持人让选手通过

举答题板的方法来判断选手的答题权，但是在某种程度上，会因为主持人的主观意识判断错误，而让游戏出现了不公平。也正是因为如此，我们开始研究抢答器，这种数字抢答器可以杜绝人为因素的影响，实现抢答器公平公正的原则。不单操作简单，而且非常经济试用。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 抢答器目前广泛使用在学校，电台和企业单位等组织的简单文体娱乐活动中，但是在市场上，存在少量的设备可以给我们选择，有的产品过于复杂，不符合比赛的要求，同时价格也很昂贵，从而就浪费了；有的设备又过于简单，不能达到大型比赛的需求。为了达到操作简单而且经济实用的，我们考察了国内的众多成熟的产品的研发方向，工艺设备，技术应用和趋势对于提升产品技术的规格，提高市场竞争都是十分重要的。目前市场上抢答器种类繁多，功能也各异，价格差异那更别说有多大。 目前市场上的抢答器大都是可以判断出抢答成功和选手的号码，无法显示出每一个抢答选手所用的时间，这样，每次都会自己感觉自己抢的比别人快，但是主持人却把成功给了别人，这样就存在很多不公平性，自从市面上推出了一种可以将每个抢答器的抢答时间都自动排列出来，精度可以高达到0.0000001秒的抢答器后，让整个抢答游戏充满了更多的公平与娱乐性。而且现在这种抢答器是采用单线连接的方式。我们知道，抢答器每组都需要一条线，12组就需要12根线，但是如果使用单线连接的方式，那么就可以解决布线复杂的问题，而且可以使整个布线都看起来相当的美观。 单片微型计算机, 简称单片机, 是微型计算机的一个分支。它是在一块芯片上嵌入了CPU、RAM 和ROM 存储器、I/O 接口等构成的一种微型计算机。因为它主要用于工业测控领域, 所以又被称为微控制器或嵌入式控制器。单片机的核心是中央处理器CPU。用超大规模集成技术把CPU 集成在一块芯片上,这样我们把它称为微处理器。微处理器、微控制器和微型计算机三者的关系十分密切。单片机与微处理器存在很多的不同。微处理器运算速度快、数据分析与处理能力强、容量存储大，它的接口界面也是为了满足外设和网络接口而设计的。然而单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发, 向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。所以单片机有他自己的特点。 张立科.单片机典型模块设计实例导航.北京,人民邮电出版社 2004.这本书以单片机的功能为模块，以外围器件、相关电路设计的实际应用为内容，以实例问答的

方式向读者介绍了如何将单片机硬件、程序和外围器件的选择合理地实施在项目开发中去。主要内容是单片机中断和定时器的使用、单片机的输入/输出、单片机的数据采集功能以及单片机的算法和信号处理等知识。 何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994.文中讲到“自从1971年出现了微处理器后不久，就出现了单片机，但只是一位的单片机。1976年Inter公司推出了8位的MCS-48系列的单片机，为单片机的发展奠定了坚实的基础。到80年代末，世界各地已相继研制出大约50个系列3000多个品种的单片机产品。继8位单片机之后，又出现了16位的单片机，随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用 Windows和Linux操作系统。” 邹寿彬.电子技术基础. 高等教育出版社2005.本书在应用方面，围绕着信号的放大、运算、处理、转换和产生来编排。主要内容包括常用的半导体器材、放大电路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率效应还有就是信号产生和变换、直流电源盒系统应用的举例等等。因为这本书在编排时没有采用很多逻辑电路和逻辑分析设计分开的方式，反倒是采用将电路在系统组成和逻辑功能分析、逻辑设计相互交叉的方式，这样提高了学生在实际组成数字系统的能力。 董晓红.单片机原理及接口技术.西安电子科技大学出版社 2004.这本书以AT89C51为主线介绍了单片机的原理与应用、AT89C51汇编语言及程序设计，并列举了大量应用实例。主要内容包括单片机基础知识、AT89C51的内容结构和原理、指令系统、汇编语言程序设计、系统扩展、串行通信、A/D转换以及D/A转换及接口技术等。 瞿贵荣.15通道红外遥控电路[J].实用电子制作, 2005.这本书介绍了一种利用模拟电子开关进行编码和译码的红外遥控电路，15个编码控制键与译码输出一一对应，操作非常简单，相应速度快，可以广泛运用于电风扇，电动窗帘，装饰彩灯，视听设备及家用电器等遥控操作，编码发射电路由时钟振荡器，模拟电子开关，编码控制键，双稳态触发器，红外载波

频振荡器，与非门调制器，输出驱动器及红外发射管等。 蒋敏. 从Proteus仿真设计到实际产品制作[J]. 科技创新导报, 2009. Proteus是由英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件。它从1989年出现到现在已经有十多年的历史，在全球已经广泛的使用。Proteus跟其他的单片机仿真软件不同的地方在于它不仅仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况，所以在仿真和调试的时候，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。 潭浩强.C程序设计. 清华大学出版社 2003.从20世纪70年代末、80年代初开始，中国的高等院校开始面向8个专业的全体大学生展开计算机教育。面向非计算机专业的学生的计算机基础教育，对于这门基础学科，可以看出普及计算机知识是多么意义重大而且任务艰巨的工程。这本书分为四个部分，第一部分是书的习题和参考答案。这里包含很多的题库。第二部分是深入学习C程序设计，包括预处理指令、位运算和C程序案例，第三部分是上机指南，详细的介绍了Visual C++6.0集成环境下编辑、编译、调试和运行程序的方法，第四部分是上机实验指导，包括程序的调试与测试、实验的目的语要求，并且提供了12个实验。 徐熙文.电路基础. 高等教育出版社2003.这本书里介绍到了电路这门课程是一门非常重要的专业课，从1827年欧姆定律发现至今的一个多世纪中，电路理论由电磁学的一个分支发展成为一门体系完整、逻辑严密、不断发展的独立学科，而且也渐渐的影响着我们日常生活。这里坐着主要介绍电路的基本概念和基本物理量，产生基尔霍夫定律。以及还有正弦交了电路等简单的电路知识。 因为计算机的普及现象，我们对智能抢答器也有了更高的要求，如何有效的保证比赛中的公平公正，单片机智能抢答器可以提供很好的条件和发展空间。设计一个价格适中，智能化的抢答器具有重要意义。三、本课题研究内容 我们研究的是16路抢答器，需要供16位选手参加比赛，同时存在一个主持人。该抢答器具有基本的抢答功能，有清零开关，由主持人控制，具备锁存和现实功能，定时抢答功能，系统报警功能。主持人定下抢答时间，并启动开始，抢答器实现减计时功能，同时扬声器发出短暂的声响，在规定的时间内抢答，有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清零位置，如果时间到了，无人抢答，则作为抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时器上显示00。 四、本课

题研究方案 1、 方案论证 我们通过网上搜索，对抢答器有的一定的了解，基于单片机的抢答器具备以下三个特点： 第一：性能好； 第二：在功能的实现和使用上非常简洁； 第三：利用优越的高度集成电路性，使其工作速度快，效率高，反应灵敏。 所以针对以上提出的内容，我对于此次抢答器的设计都是基于单片机上来完成的。 2、 难点设计 2.1、按键 设计一个基于单片机的无线抢答器，我们需要使用到MCS-51单片机，但是由于单片机每组的接口只有八位，对于我们要设计的16路达不到要求，为了克服这一问题，我们就要使用矩阵式键盘。矩阵式键盘是适用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键是位于每行跟每列的交叉点上，行线跟列线分别连接到按键开关的两端。1个4*4的行、列结构可以形成一个具有16个按键的键盘。所以我们可以看出，矩阵式键盘跟普通独立的键盘相比，在按键数目较多的场合，矩阵式键盘可以节省很多的I/O接口的。这也正是我们要采用矩阵式键盘的原因了。 2.2、电源 在整个系统设计中，我们首先要考虑的就是电源的设计。一直以来，单片机系统中使用的集成电路器件电源基本上都是5V，随着电路制造的技术的发展和数字电子器件的微小型变化，集成电路器件制造商要实现在减少集成芯片尺寸的同时能够降低工作电压，所以我们在考虑电源方面上，就要着手思考到底是采用单电源还是多电源方案。 2.3、定时器、复位和清零 定时器是通过计数器的技术来实现的，每经过一个机器周期的时间，计数器就会加1，因为在此次的设计中，我们采用的是MCS-51，然后这种单片机采用的是12MHz晶振，素以，它的计数频率是1MHz，也就是说，每过1微妙的时间，计数器就会加1，这样我们就可以通过计数器上的数值计算出定时时间了。 如果一个单片机系统中没有正确的复位信号，那么这个单片机也不会正常工作。复位电路具有两种方式，分别是上电自动复位和按键手动复位。我们在设计中就需要考虑到底使用哪种复位方式了，上电自动复位，它是通过外部复位电路的电容充电来实现的，然而按键手动它又分为两种方式，电平方式和脉冲方式，电平复位是通过RST端经电阻和电源Vcc接通来实现的，然而脉冲方式是利用RC微分电路产生的正脉冲。 在每一轮比赛结束后，我们都需要对上场比赛结果的一个清零。所以这一步骤是万万不能少的。 2.4、报警器 在整个设计中，报警器的作用是当有选手按下按钮时，报警器就会发生声音，这是为了防止其他选手再次无效的抢答。 五、研究目标、主要特色及工作进度： 研究目

标： 1、抢答器具备控制开关，由主持人控制，清除按钮，使抢答电路和定时电路进入正常抢答的工作状态； 2、当有选手抢答成功时，发光二极管亮灯，使抢答电路和定时电路停止工作； 3、抢答器具备报警功能，当规定时间内无人抢答时，系统报警，定时器停止工作，并显示00标准。 主要特色： 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并显示号码； 2、LED显示器显示抢答选手的参赛选手的编号； 3、控制电路对输入编码电路进行封锁已避免其他参赛选手再次进行抢答； 4、定时器停止工作后，显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人按清除为止。 工作进度： 1、前期准备。（2013.12.15-2014.2.15） 接收任务书，查阅与课题相关的参考文献，并认真完成开题报告。 2、撰写论文一稿。（2.24-3.21） ○ 1提出设计方案：根据设计要求设计出基本设计方案； ○2硬件电路设计：根据设计方案将设计过程分为若干个模块，分别完成各个模块的电路设计； ○ 3软件测试与计算：根据设计的要求，计算相关参数并编写程序； ○ 4系统仿真与测试：运用软件对系统进行仿真与测试。 3、撰写论文二稿。（3.30-4.12） 征求毕业设计指导老师的意见，修改毕业设计，完成毕业设计初稿。 4、论文定稿。（4.19-4.26） 上交毕业设计及相关的资料，由答辩委员会评阅毕业设计并准备毕业设计答辩和实战演习。 5、准备论文答辩。（5.19-5.25） 进行设计总结和毕业答辩。 六、参考文献： [1] 张立科.单片机典型模块设计实例导航.北京,人民邮电出版社 2004 [2] 李金利.单片机原理及应用技术.北京,高等教育出版社 2004 [3]. 董晓红单片机原理及接口技术.西安电子科技大学出版社 2004 [4] 王振红.数字电路设计与应用实践教程. 北京.电子工业出版社 2007 [5] 张靖.武.周灵斌.单片机系统的proteus设计及仿真. 北京.机械工业出版社 2003 [6] 潭浩强.C程序设计. 清华大学出版社 2003 [7] 付晓光.单片机原理与实用技术. 清华大学出版社 2004 [8] 邹寿彬.电子技术基础. 高等教育出版社2005 [9] 徐熙文.电路基础. 高等教育出版社2003 [10] 瞿贵荣. 15通道红外遥控电路[J]. 实用电子制作, 2005 [11] 蒋敏. 从Proteus仿真设计到实际产品制作[J]. 科技创新导报, 2009 [12] 何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994 七、指导老师意见：



文（设计）题目 基于单片机八路抢答器设计
1． 指导教师对论文（设计）内容的指导要求： 设计一个八路抢答器 （1）设计除硬件电路； （2）设计出软件编程方法，并写

出源代码； （3）用PROTEUS进行仿真； （4）论文格式用符合学院的统一规定，结构要符合逻辑，表达 2．论文（设计）前期准备要求（涉及论文（设计）内容的研究综述、实验方案设计等）： 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器。 （1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，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，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。 （4）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30s等）。当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5s左右。 （5）参赛选手在设定时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。 （6）如果定时时间到，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 3．指导教师提出的主要参考文献： [1] 张友德. 《单片机原理及应用》. 机械工业出版社 2000年. [2] 张光飞. 《单片机课程设计实例指导）》. 北京航天航空大学出版社 2003年. [3] 雷伏蓉. 《51单片机常用模块设计查询手册》清华大学出版社 2005年. [4] 张俊谟. 《单片机初级教程》. 北京航天航空大学出版社 2000年. [5] 何宗彬 《8位单片机开发技术与规范》 机械工业出版社 1999年 [6] 杨居民 《单片机课程设计指导》 清华大学出版社 2000年 [7] 何立民 《单片机应用系统设计》 北京航天航空大学出版社 2000年 4．论文（设计）进度安排（阶段任务、起止时间等）： 2011年2月25日完成选题 2011年2月25日——2011年3月10日搜集资料 2011年3月10日——2011年3月15日开题论证 2011年3月15日——2011年4月20日完成初稿 2011年4月21日——2011年5月20日完成终稿 2011年5月20日——2011年5 月31日论文答辩 任务下达人（签字）： 教研室主任（签字）： 系（部）主任（签字）： 任务接受人（签字）： 年 月 日 年 月 日
进度计划与参考文献： 2011年2月25日完成选题 2011年2月25日——2011年3月10日搜集资料 2011年3月10日——2011年3月15日开题论证 2011年3月15日——2011年4月20日完成初稿 2011年4月21日——2011年5月20日完成终稿 2011年5月20日——2011年5 月31日论文答辩 [1] 张友德. 《单片机原理及应用》. 机械工业出版社 2000年. [2] 张光飞. 《单片机课程设计实例指导）》. 北京航天航空大学出版社 2003年. [3] 雷伏蓉

. 《51单片机常用模块设计查询手册》清华大学出版社 2005年. [4] 张俊谟. 《单片机初级教程》. 北京航天航空大学出版社 2000年. [5] 何宗彬 《8位单片机开发技术与规范》 机械工业出版社 1999年 [6] 杨居民 《单片机课程设计指导》 清华大学出版社 2000年 [7] 何立民 《单片机应用系统设计》 北京航天航空大学出版社
指导教师意见： 一、多参考书籍，提前做好思路的设计，分块设计各个功能。 二、在计算机上模拟实现各个功能，看能否实现，注意细节设计，多调试。
论证过程： 一、选题意义：在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。 二、设计方案： 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器。 1抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，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，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。 4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30s等）。当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5s左右。 5参赛选手在设定时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6如果定时时间到，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 三、设计目标： 通过设计学习单片机最小系统的基本设计方法，掌握单片机应用系统的开发调试过程。 （1）学习单片机开发工具功能、特点和使用方法。 （2）学会单片机控制系统程序的编制和编制和调试方法。 （3）设计单片机抢答器硬件电路，绘制出电路原理图。 （4）编制并调试出键盘扫描程序和显示驱动程序。 （5）掌握单片机定时器的基本用法，编制出定时器的中断程序。 四、方案的可行性分析： 如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，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。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。8位竞赛抢答器电路结构简单，外围扩展的电路不是很多，锻炼我们所学的知识应用到现实生活当中。为我们提供实践的机会。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

异更新。单片机是电子专业发展的方向，更好的使用单片机可以是我们的产品小型化，使用更方便，性能更稳定，功能更齐全，所以我们选用单片机加一定的外围设备实现本次课程设计的要求。 五、设计内容： 1 硬件设计 1.1 单片机控制原理 1.2 抢答器的原理 1.2.1 原理框图 1.3 功能模块电路 1.3.1 晶振复位及开始抢答电路 1.3.2 选手抢答键（矩阵式键盘） 1.3.3.显示与显示驱动电路 1.3.4 蜂鸣器音频输出电路 2 软件设计 2.1程序设计 2.1.1 系统流程图 2.1.2 显示抢答违规流程图 2.1.3 抢答成功流程图 2.2 程序代码 3 系统调试 论证（答辩）小组意见： 一、多参考书籍，提前做好思路偶的设计，分块设计各个功能。 二、在计算机上模拟实现各个功能，看能否实现，注意细节设计，多调试

附页1： 国内外的发展情况 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。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。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过 程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机，以及程控玩具等等，这些都离不开单片机。 单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。在单片机应用中，可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术：EFT（Ellectrical Fast Transient）技术，低噪声布线技术及驱动技术，采用低频时钟。同时单片机在目前的发展形势下还表现出可靠性及应用越来越水平高和互联网连接，所集成的部件越来越多，功耗越来越低和模拟电路结合越来越多等发展趋势。 2.研究目的及意义 抢答器已经越来越多的出现在我们的学习生活和电视节目当中，例如在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，就会用到抢答器。抢答器是能够在任何比赛及竞争性的

游戏中体现公平、公正的电子装备。在各项比赛中不仅可以准确、公正和直接地判断出第一个抢答者是谁，还有助于锻炼参赛者的掌握知识能力、思维反应能力、语言表述能力、心理承受能力。但如果在比赛过程中，做不到严格意义上的公正，会挫伤选手的积极性，达不到比赛的真正目的。 随着电子技术的迅速发展，通过人为判断抢答顺序这种古老的方法早已被现先进的电子产品所取代。现在的电子抢答器虽然制作方法不同，但基本设计实现的功能都大同小异，无外乎需要设计一个竞赛抢答器，要求具有任意路抢答输入，能够识别最先抢答的信号，显示该分台号；对回答问题所用的时间进行计时、显示、超时报警；可以预置回答问题的时间；同时具有复位功能，倒计时启动功能等等的主要实现功能 附页2： 本课题的研究内容 设计方案： 以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器。 1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，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，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。 4）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30s等）。当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5s左右。 5）参赛选手在设定时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6）如果定时时间到，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 设计内容： 1 硬件设计 1.1 单片机控制原理 1.2 抢答器的原理 1.2.1 原理框图 1.3 功能模块电路 1.3.1 晶振复位及开始抢答电路 1.3.2 选手抢答键（矩阵式键盘） 1.3.3.显示与显示驱动电路 1.3.4 蜂鸣器音频输出电路 2 软件设计 2.1程序设计 2.1.1 系统流程图 2.1.2 显示抢答违规流程图 2.1.3 抢答成功流程图 2.2 程序代码 3 系统调试- 方案的可行性分析： 如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，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。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。8位竞赛抢答器电路结构简单，外围扩展的电路不是很多，锻炼我们所学的知识应用到现实生活当中。为我们提供实践的机会。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更新。单片机是电子专业发展的方向，更好的使用单片机可以是我们的产品小型化，使用更方便，性能更稳定，功能更齐全，所以我们选用单片机加一定的外围设备实现本次课程设计的要求



四、设计（研究）进度计划： 第4周 资料搜集 第5周 外文翻译 第6—7周 开题报告 第8—10周 硬件电路设计 第11—13周 软件设计及仿真 第14—15周 撰写毕业论文 第16周 毕业论文答辩











《广东自动化与信息工程》2003年 第3期 28-30页 《广东自动化与信息工程》2003年 第3期 | 龚昌来 梅州嘉应学院电子信息工程系
1 彭小峰;雷李;张里;;基于Proteus和Keil的整合构建单片机虚拟实验室[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年04期
2 唐前辉;丁明亮;;Proteus ISIS和Keil在单片机教学中的应用[J];重庆电力高等专科学校学报;2006年04期

龚昌来. 单片机控制的智能型抢答器设计[J].广东自动化与信息工程,2003,(03):28-30.doi:10.3969/j.issn.1674-2605.2003.03.010.
邹显圣电子设计工程2011, 19(13)

《长春大学学报》2000年 第6期 24-25页　共2页 《长春大学学报》2000年 第6期 | 杨晓辉 张彤 等

《电子产品世界》2014年 第1期 63-65页　共3页 《电子产品世界》2014年 第1期 | 戴文雯 南京航空航天大学 江苏南京210016

宋春华,刘江涛,王贵恩. 基于单片机控制的数字抢答器[J].河南机电高等专科学校学报,2005,(05):28-29.doi:10.3969/j.issn.1008-2093.2005.05.013.