6 结论 ................................................................................................................................. 27 参 考 文 献 ....................................................................................................................... 29 致 谢 ................................................................................................................................. 30 附录Ⅰ 元件清单 ............................................................................................................. 31 附录Ⅱ 硬件电路图 ......................................................................................................... 32 附录Ⅲ 程序清单 ............................................................................................................. 33
IV
1 绪论
二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。电脑通常是指个人计算机；还有一类计算机是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，如果出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。
在知识竞赛抢答过程中，为了更确切的知道哪一组或哪一位选手先抢答到问题，必须要有一个系统来完成这个任务。若在抢答中，只靠人的视觉（或者是听觉）是很难判断出哪一组（或哪一个选手）先抢答到问题的。利用单片机编程来设计抢答器，可以使以上问题得到解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组（或哪个选手）先抢答到问题的。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及实际用途。
1
2系统概述
本系统采用单片机作为整个控制核心。控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、声音报警模块、按键模块。该系统通过八个按键输入抢答信号，同时使用四个按键实现主持人的控制功能；利用一组数码管来完成显示功能；通过判断按键是否按下确认哪一组先回答问题，并在数码管上显示，从而实现整个抢答过程。
2.1课题背景
随着社会经济和文化的发展，在很多公开竞争场合要求有公平的竞争裁决，因此出现了抢答器。原始抢答器一般是由逻辑电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答器路数很多时，实现起来就更加困难。
单片机的出现为解决此问题提供了良好的途径，选择单片机作为抢答器核心控制模块，不但保留了原始抢答器的基本功能，而且简化了设计，提高了可靠性，同时使比赛更加公平、公正。
2.2抢答器的发展概况及市场竞争分析
抢答器广泛应用于企事业单位和商业部门，是一种为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的常用电子设备，也是一种成型的电子产品，无论是在学校、工厂、军队还是电视节目中，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。十几年前，市场上就已经有了各种各样的智力竞赛抢答器，但多数是模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。目前使用的抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计。其功能比较单一，使用起来也不够理想，但在各种知识智力竞赛中，电子抢答器又是必不可少的设备之一。
自20世纪90年代以来，随着集成技术和计算机技术的发展，单片机作为其中一个分支亦于20世纪80年代以来获得了飞速发展，各种新品不断涌现，使单片机的应用更加深入，灵活性也大大增强，单片机已进入到了一个高速发展的阶段。世界著名的半导体厂商都重视新型单片机的研制、生产和推广。单片机的应用已经深入到国民经济的各个领域。 由单片机支持的微电脑产品比比皆是，对单片机应用的技术员来说，选择单片机的自由度太大了。单片机正朝着面向多用户、多品种、多规格的方向
2
发展，哪一个应用领域前景广阔，就有这个领域的特殊单片机出现。以微处理器作为抢答器的核心控制器件已经成为抢答器的主流配置。
2.3课题及任务要求
本次毕业设计要求完成基于单片机的智能竞赛抢答器的电路设计。其主控制器采用AT89C52单片机来设计八路抢答器，其功能强大制作简单，并且外围的元件也很少，实现各种功能比较方便。利用单片机按键控制LED数码管等元件来显示抢答对象、计时与报警功能并且对其进行一定范围内的大小调控。
1．为8位参赛选手各提供一个抢答按钮，分别编号1、2、3、4、5、6、7、8 。 2．主持人可以控制系统的清零与抢答开始 。
3．数码管显示，以数字形式只有在设定时间内抢答方为有效抢答。若抢答有效，则定时器停止工作，并且显示抢答开始时间直到系统被清零。
4．抢答器要有自动定时功能，并且一次抢答时间由主持人任意设定。当主持人启动“开始”键后，定时器自动减计时。
5．参赛选手答题剩余5秒时开始报警，减计数为零时，显示，同时禁止选手超时抢答。
6．若设定时间内无选手进行抢答（按对应按钮），则报警。
3
3 硬件介绍
3.1 单片机概述
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器，只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。单片机是依据程序指令运行，并且可以通过辅助工具对程序进行修改。通过不同的程序实现不同的功能。
早期的单片机都是4位或8位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠且性能不错获得了广大的好评。此后在8031上发展出了MCS-51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。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。
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，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
在单片机的发展和应用历史中，MCS-51单片机已经得到科技界和工业界广大用户最广泛的认可。目前，许多生产出的单片机产品采用了多种创新技术，产品的性能和可靠性都有了极大地改进和提高，但这些单片机产品大都采用了8051的核心技术作为其内核，例如美国ATMEL公司研发的AT89系列、ADI公司的ADuC系列、Philips
4