与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等(根据需要也可另设或多设相关功能)。
参赛者系统,除享有抢答按纽的权利功能外,还有人性化的提示功能和时间提示功能,也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等;主控系统的控制按钮做开始与结束控制,根据活动参赛者的层次,对提前抡答者的行为设定为非法或阻隔,若设有非法抢答控制功能时,在主控处带有公示性显示的非法抡答者的台位号,对抢答限时及回答问题限时设为倒计时,并有显示提示。
系统的主要功能模块方框图如图2.1所示。
图2.1 系统主要功能模块
本系统采用模块化设计的八路抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答按钮。一共有8个按键输入,分别对应8路选手的抢答按键。
主持人有开始和结束键。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。
单片机是整个抢答器的核心,内部电路设计用汇编语言编写。它完成了时间参数的设定,抢按号码的译码,保存;显示;输出,抢按及答题倒计时功能等。
本设计中,有一个共阴的数码管组,四个数码管。其中两个显示时间,一个空位,一个显示抢答号码。主持人依次按下复位键(RESET),
开始键后开始抢答。可以抢按:超时数码管显示“FFF”,当抢按超过规定时间或答题超过规定时间后数码管显示“FFF”。若有选手在规定时间内抢按成功,则可以答题,数码管显示抢答时间的同时也显示选手号码。若在按开始键前抢答表示违规,数码管显示“FF”并显示选手号码。
2.2 系统需求分析
1、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。
2、抢答限定时间和回答问题的时间可以在1~99s设定。
3、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。
4、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。 5、抢答限定时间内使用锦囊回答时间将加到60s。 6、按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。 2.3 抢答器的工作流程
抢答器的基本工作原理[4]:在抢答竞赛或呼叫时,有多个信号同时或不同时送入主电路中,抢答器内部的寄存器工作,并识别、记录第一个号码,同时内部的定时器开始工作,记录有关时间并产生超时信号。在整个抢答器工作过程中,显示电路、声音电路等还要根据现场的实际情况向外电路输出相应信号。抢答器的工作流程分为:系统复位、正常流程、违例流程等几部分,如图2所示,下面分别予以介绍。
图2.2 抢答器工作流程
2.4 抢答器的工作过程
1、如果想调节抢答时间或答题时间,按“加一”键或“减一”键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下\加1s\键,如果想减一秒按一下“减1s”键,时间LED上会显示改变后的时间,调整范围为0~99s, 0s时再减1s会跳到99,99s时再加1s会变到0s。
2、主持人按\抢答开始\键,会有提示音,并立刻进入抢答倒计时(预设20s抢答时间),如有选手抢答,会有提示音,并会显示其号数并立刻进入回答倒计时(预设30s抢答时间),不进行抢答查询,所以只有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5s会每秒响一下提示音。
3、如倒计时期间,主持人想停止倒计时可以随时按“停止”按键,系统会自动进入准备状态,等待主持人按“抢答开始”进入下次抢答计时。
4、如果主持人未按“抢答开始”键,而有人按了抢答按键,犯规抢答,LED上不断闪烁FF和犯规号数并响个不停,直到按下“停止” 键为止。
总而言之,本课题利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统设计了抢答器,该抢答器增加了新功能、提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本,是一个实用的工程设计。
2.5 AT89C51特殊功能寄存器
特殊功能寄存器也称专用寄存器[5],是具有特殊功能的所有寄存器的集合,简称SFR(Special Function Register)。特殊功能寄存器共含有22个不同寄存器。它们的地址分配在80H~FFH中,即在RAM地址中。
这些寄存器的名称和地址见表2.1。
表2.1 AT89C51特殊功能寄存器列表
符 号 *ACC *B *PSW SP DPL DPH *IE *IP *P0 *P1 *P2 *P3 PCON *SCON SBUF *TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1
地 址 E0H F0H D0H 81H 82H 83H A8H D8H 80H 90H A0H B0H 87H 98H 99H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH
注 释 累加器 乘法寄存器 程序状态字 堆栈指针
数据存储器指针低8位 数据存储器指针高8位
中断允许控制器 中断优先控制器
端口0 端口1 端口2 端口3
电源控制及波特率选择
串行口控制器 串行数据缓冲器 定时器控制 定时器方式选择 定时器0低8位 定时器1低8位 定时器0低8位 定时器1高8位