基于单片机的八路抢答器 1
编号：
单片机课程设计报告
题 目：八路抢答器设计制作 院 （系）： 电子工程系 专 业： 电子信息工程技术 学生姓名： 学 号：
指导教师单位： 姓
名：
题目类型：?理论研究 ?实验研究 ?工程设计 ?工程技术研究 ?软件开发
2013年7月3日
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摘 要
随着社会的不断进步,电子技术也飞速的向前发展.特别是大规模集成电路的发展,把我们带进了电子化时代。电子产品的日益增多,也让我们的生活越来越方便。特别是计算机的发展，真可谓是突飞猛进。自从1946年世界上第一台计算机的诞生以来，还不到六十年的时间，计算机就取得了举世瞩目的成绩。特别是在通信领域，实现了信息一体化的时代。作为大学生的我们，更需要加强实践能力的培养。课程设计在一定程度上反映了我们对理论知识的理解程度，是理论与实践的桥梁。它不仅能锻炼我们的动手能力，而且能够培养我们对问题的思考能力以及对知识的进一步了解。当你能把你所学到知识化作为现实的东西时，我们能力就提升到一个新台阶。
很多人都认为学习是枯燥无味的，有时觉得与现实太遥远。在学习之余，我们仍然可以找到一点有趣的事情，比如说做一个声控灯泡、数字钟等等。生活中我们要找到自己感兴趣的东西。这次综合课程设计中，我制作了八路抢答器。
抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。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，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，安装、维护困难。本节介绍一种利用51单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答器。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。本次课程设计我们做的是八路抢答器，我们采用STC89C51单片机实现抢答功能，性能更稳定，更易操作调试。
关键词：多路数字抢答器 STC89C51 PROTEUS
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目 录
·引 言 ........................................................................................................................................................... 4 ·绪 论 ........................................................................................................................................................... 5 第1章 系统设计内容 ................................................................................................................................... 5 1.1系统设计依据 .......................................................................................................................................... 5 1.2设计任务和要求 ...................................................................................................................................... 5 1.3 设计目的 ................................................................................................................................................. 6 1.4 设计要点 ................................................................................................................................................. 6 第2章 硬件设计 ........................................................................................................................................... 7 2.1系统工作介绍 .......................................................................................................................................... 7 2.2 单片机控制原理 ..................................................................................................................................... 7 2.3 抢答器的原理 ....................................................................................................................................... 12 2.4 功能模块电路 ....................................................................................................................................... 13
2.4.1开始抢答电路 .................................................................................................................... 13 2.4.2 选手抢答键 ....................................................................................................................... 13 2.4.3 显示与显示驱动电路 ....................................................................................................... 14 2.4.4蜂鸣器音频输出电路 ........................................................................................................ 14 2.4.5 发射电路设计 ................................................................................................................... 15 2.4.6 接收电路设计 ................................................................................................................... 17
第3章 软件设计 ......................................................................................................................................... 19 3.1程序设计 ................................................................................................................................................ 19
3.1.1 系统流程图 ....................................................................................................................... 19 3.1.2显示抢答违规流程图 ........................................................................................................ 20 3.1.3抢答成功流程图 ................................................................................................................ 20
3.2 程序代码 ............................................................................................................................................... 21
3.2.1 主程序 ............................................................................................................................... 21 3.2.2 定时器子程序 ................................................................................................................... 25 3.2.3 延时子程序 ....................................................................................................................... 26 3.2.4 显示子程序 ....................................................................................................................... 26
第4章 系统调试 ......................................................................................................................................... 27 第5章 结论 ................................................................................................................................................. 27 参考文献资料 ............................................................................................................................................... 28 附录一：抢答器原理图 ............................................................................................................................... 29 附录二：仿真图 ........................................................................................................................................... 31
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·引 言
随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已经广泛应用于工业、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。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
电子智能抢答器在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先回答问题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，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几微秒也可以分辨出使哪组优先回答问题。抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统设计为模块主机与从机实现无线连接，系统工作原理本系统采用STC89C51单片机作为核心。控制系统的五个模块分别为：单片机最小系统、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、无线传输模块。
多路数字抢答器在各种智力竞赛中经常用到。在各校举行的各种竞赛中我们也经常看到有抢答的环节，举办方多数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。为解决这个问题，我准备借本次课程设计的机会制作一个八路数显抢答器。一方面加深我们对所学习的知识的了解，巩固模拟、数字电路知识，也提升我们解决日常生活中常见问题的能力，掌握一般设计方法与设计步骤。积累实际设计制作经验，为走向更复杂更实用的应用领域奠定基础。控制系统主要由单片机控制电路、存储器接口电路及显示电路组成。具体以单片机为系统工作核心，负责控制各个部分协调工作。在其外围接上了复位电路、上拉电阻、数码管、无线模块、按钮及扬声器，其中用到了KEIL软件，集成调试环境，集成编辑器、编译器、调试器，支持软件模拟等。同时也用到了PROTEUS软件，通过仿真可完全实现对所设计系统的功能的模拟。
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·绪 论
单片机作为计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。对于计算机专业的学生来说，即使暂时没有从事单片机的应用与开发，学习单片机也有很重要的意义。学习它，不仅为将来可能从事该方面的开发打下基础，另一方面，由于单片机作为微型计算机的一个种类，麻雀虽小，五脏俱全，可以把它当作微型计算机的一个简化模型来看待，学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。同时，提供了一个实际应用手段。21世纪，是一个信息技术飞速发展的时代，智力竞赛是一种形式比较活泼的教育方式，是人们休闲娱乐生活的一部分。这些竞赛一方面充实了人们的娱乐生活，另一方面也提高了人们努力汲取相关领域的知识的兴趣。智力竞赛，也就是几个参赛选手之间在规定的时间，规定的地点相互竞争的比赛。
抢答是各种竞赛常用的一种形式。在抢答赛中，往往要有主持人宣布抢答的开始，还要确定是哪个选手抢到了答题权，具体答题的时间有时也要设定。这些如果仅凭主持人的主观判断，很容易出现误判的情况。因此，在竞赛中，抢答器就扮演了一个非常重要的角色。
第1章 系统设计内容
1.1系统设计依据
抢答器由计数器、寄存器、集成定时器和译码显示等组合、无线传输与接收、时序电路组成。可分为抢答电路，定时电路，报警电路，无线电路等几个单元部分。每个单元电路分别可以处理一些抢答竞赛中的基本问题。
本次课程设计设计的是一个多路定时无线抢答器，是一个多于两位选手参赛的一个抢答器，具有锁存和显示功能。同时有主持人控制系统的清零和抢答的开始。抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零，并有扬声器发出提示，同时其他人再抢答就无效了。这次设计的抢答器还有自动定时功能，主持人可以设定选手答题的时间。当主持人启动“开始”键后，定时器会自动减计时，这个会显示在显示器上。选手只有在抢答时间内抢答才有效，若在答题时间内没有选手答题，时间到时，报警电路就会发出警报亮灯并且禁止抢答。
1.2设计任务和要求
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2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。