课 程 设 计 说 明 书
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题目： 基于STM32的四路抢答器
学 院： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师：
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摘要
在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方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，而抢答器的应用就能避免这种弊端。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，而且当有更高要求时就无法实现，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，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。
本文实现了一个基于嵌入式STM32单片机的4路抢答器系统设计,本系统设计主要
分为硬件设 备和软件控制两大部分。外部硬件使用STM32单片机作为控制中心，用4个按键作为抢答输入，抢答开始后，抢答成功者的LED灯标识为红色闪烁，并且显示各抢答输入的时间。
关键词：智能抢答器，STM32，按键输入，数码管显示
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目录
摘要 ................................................................................................................... 2 目录 ................................................................................................................... 3 第1章 绪论 ..................................................................................................... 5 1.1 课题研究的相关背景 ....................................................................... 5 1.2 选题的目的和意义 ........................................................................... 5 1.3 课题研究的内容 ............................................................................... 5 1.4 国内外研究现状 ............................................................................... 6 1.5 抢答器目前存在的主要问题 ........................................................... 6 第2章 抢答器的系统概述 ............................................................................. 7
2.1 系统的主要功能 .............................................................................. 7 2.2 抢答器的工作流程 .......................................................................... 7 2.3 STM32的功能及简介 ....................................................................... 7 2.4 抢答器的优点及组成 .................................................................... 10 2.5 本章小结 ........................................................................................ 11 第3章 系统的硬件设计与开发 ................................................................. 11
3.1 系统硬件总体设计 ........................................................................ 11 3.2 STM32 最小系统 .............................................................................. 12 3.4 时钟频率电路的设计 .................................................................... 14 3.5 复位电路的设计 ............................................................................ 15 3.6 数码管显示 .................................................................................... 16 3.7 键盘电路的设计 ............................................................................ 16 3.8 LED电路 ......................................................................................... 18 3.9 本章小结 ........................................................................................ 18 第4章 系统的软件设计与开发 ................................................................... 19
4.4 主要程序分析 ................................................................................ 20 4.5 本章小结 ........................................................................................ 29 第5章 总结与展望 ..................................................................................... 30
5.1 总结 ................................................................................................ 30
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5.2 展望 ................................................................................................ 31 致 谢 ............................................................................................................. 32 参 考 文 献 ................................................................................................... 33
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第1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。本系统设计主要分为硬件设备和软件控制两大部分。外部硬件使用STM32单片机作为控制中心，用4个按键作为抢答输入，抢答开始后，抢答成功者的
LED灯标识为红色闪烁，并且显示各抢答输入的时间。
1.2 选题的目的和意义
通过这次设计，掌握STM32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仿真进行调试，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、应用各个单元电路。
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。抢答开始后，抢答成功者的 LED灯标识为红色闪烁，并且显示各抢答输入的时间。在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。
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