毕业设计（论文）
题 目： 基于51单片机的六路抢答器设计与制作
系 部： 电子信息技术系 专 业： 电子信息工程 学 号： 070306xxx 学生姓名： xxx 指导教师姓名： xx 指导教师职称： 副教授
二○一○年 五 月 八 日
摘 要
随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。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，减少兴致。做为一个单位若专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。
本设计是以六路抢答为基本理念。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。
关键词： AT89C51 LED数码管 抢答器 计时 报警
目 录
第一章 绪 论 ............................................................. 1
1.1 课题研究的相关背景 ................................................ 1 1.2 选题的目的和意义 .................................................. 1 1.3 课题研究的内容 .................................................... 1 1.4 国内外研究现状 .................................................... 2 1.5 抢答器目前存在的主要问题 .......................................... 2 第二章 抢答器的系统概述 .................................................. 4
2.1 系统的主要功能 .................................................... 4 2.2 系统需求分析 ...................................................... 5 2.3 抢答器的工作流程 .................................................. 5 2.4 抢答器的工作过程 .................................................. 5 2.5 器件选型方案及详细清单 ............................................ 7 2.6 AT89C51特殊功能寄存器 ............................................ 7 2.7 AT89C51的功能及简介 .............................................. 7
2.7.1 AT89C51单片机的内部结构图 ................................... 7 2.7.2 AT89C51单片机 ............................................... 8 2.8 抢答器的优点及组成 ................................................ 9 第三章 系统总体方案的设计 ............................................... 10
3.1 硬件电路的设计 ................................................... 10 3.2 总体原理图 ....................................................... 10 3.3 时钟频率电路的设计 ............................................... 11 3.4 复位电路的设计 ................................................... 12 3.5 显示电路的设计 ................................................... 12
3.5.1 显示模块在系统软件中的安排 ................................. 13 3.6 键盘扫描电路的设计 ............................................... 15
3.6.1 键盘抖动的软件处理 ......................................... 15 3.7 发声 ............................................................. 16 3.8 系统复位 ......................................................... 16
3.9 本章小结 ......................................................... 17 第四章 软件设计 ......................................................... 18
4.1 主程序系统结构图 ................................................. 18 4.2软件任务分析 ..................................................... 18 4.3 程序流程图 ....................................................... 19 4.4本章小结 ......................................................... 20 第五章 Proteus仿真系列组图 .............................................. 20
5.1系统仿真图 ....................................................... 20
5.1.1复位图 ...................................................... 20 5.1.2设置计时时间 ................................................ 21 5.1.3非法抢答并显示座号 .......................................... 21 5.1.4抢答成功并显示倒计时 ........................................ 22 5.1.5三号选手抢答成功 ............................................ 23 5.2本章小结 ......................................................... 23 总结 .................................................................... 24 参考文献 ................................................................ 25 致 谢 .................................................................. 26 附录一 .................................................................. 27 附录二 .................................................................. 34
科技职业学院信息技术系 电子信息工程技术专业毕业设计
第一章 绪 论
1.1 课题研究的相关背景
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、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。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、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
本课题利用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选手号码。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。系统达到要求: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是在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，时间完后系统自动复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
1.2 选题的目的和意义
通过这次课程设计,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15s，回答问题时间为10s。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
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