多路抢答器设计论文

多路抢答器的设计摘要本作品以AT89S52单片机作为主要模块、数码管做为显示模块。

本抢答器主要是通过八个按键开关来摸拟八路选手的抢答，开始键按下，则进入到八个按键的扫描中，同时显数倒计时时间。

同时该抢答器还有时间的加减、数据的清零、八路选择手犯规报警功能；通过数码管来显示抢答的时间和抢答选手的号数。

本作品造价便宜，硬件比较简单，通俗易懂，趣味十足。

关键词：单片机，抢答器，显示一、作品设计方案论证与比较1、主控部分的方案比较方案一：用以AT89S52为核心的单片机控制方案，通过相应的程序，并通过按键来进行电平识别，再由单片机输出相应的程序，并将相应数值通过数码来显示，运用这个方案来实现题目的要求，其硬件电路的设计简单，编程并不是很复杂，作品功能的调试只要稍微结合电路，修改一下相应程序即可。

方案二：采用数字电路实现输出电压的控制方案，用加减计数器，通过加减键实现加计数或减计数，通过计数器的自动加减，锁存器的锁存显示等。

用这种方法来实现，其优点是不用编程，但其不足的之处是电路复杂，焊接工程量大，一旦焊接错误，就会给检查硬件带来很大的麻烦，而且调试也相对麻烦。

通过比较发现，用单片机来制作的抢答器，硬件电路比较简单，容易明白，且成本相对较低；而用数电芯片来制作的抢答器，电路相对比较复杂，，成本相对较高。

综合考滤，最终选择方案一。

2、显示部份的比较设计方案一：采用LCD1602显示，用单片机可实现数据显示，显示内容较为丰富，较为美观，但显示亮度和字体大小在演示时不尽人意，价格也比较昂贵，且题目要求的显示内容也较少，只是倒计时的时间和相应的队号而以，所以没有采用此方案。

方案二：采用LED七段数码管，采用三极管9012做为位码驱动，电路结构简单，并且可以实现单片机I/O口的并用，显示效果直观，明亮，调试容易，成本较低。

故采用LED数码管显示。

电路如下图1-1所示图1-1三、硬件电路设计本系统采用AT89S52单片机作为控制核心，对按键开关送来的信号进行分析处理，最终控制数码管显示相应的数值。

本系统主要的单元电路有单片机主控电路、键盘控制电路、LED显示电路模块等。

1．系统整体方案的设计通过对整个电路部分的比较设计，得出整体系统如图1-2所示。

图1-2 系统框图2．单片机主控电路主控电路以单片机最小系统（电路图省略）为的接口电路部分，最小系统图作为单片机主控电路工作的基础包括了时钟电路、复位电路等。

主控电路中P0口控制驱动LED段码，P3键盘扫描控制，P2与P0部分接口分别用来作为开始与关断的输入端口。

四、软件的设计系统程序主流程图如图1-3所示。

五、调试与分析本次作品的调试是通过实验板供电和编写程序来调试的。

首先，把编好的程序，通过实验板稍入单片机中，在利用单片机放到我们的电路板里进行每项功能的校验与调试，刚开始时我们的电路有些问题，经过修改电路后在重新调试才出功能，需要每实现一个功能就并入另外一个功能，最后使它们完整的结合在一起才算成功。

具体操作：1、接上五伏电源，观察数码管显示及报警状态。

2、此时按下P2.1，即可进行抢答时间的设置，可加、可减。

3、此时先不按下开始键，而是按下任意键，这时就可以获知犯规的功能是否实现了，结果完全正确。

4、然后再按下开始键，此时观察数码管显示倒计时是否正确，还有按下选手键，这时数码管会显示相应的选手号，同时时间停止。

这个过程完全正确。

综合各个测试合果，发现完全符合题目的要求，所以所有测试完全成功。

六、设计制作总结通过一个多星期的努力，我们顺利的完成了抢答器的制作，成功的完了此次实训，此次实训相对来说程序比较多，也有很多值得我们去学习的地方。

从作品的构思、用实验板的测试、对要制作板的构造、制作板、整体调试这是一个比较复杂的过程，这是一次对我们的考验，这是给我们的一个锻炼机会。

我们很珍惜此次实训，用心的去完成每个步骤，努力去达到所要得到的理想效果。

作品完成了，我感觉到我们的各方面的能力都上了一层，包括设置、编程、画PCB等等。

实训能促进我们的进步，能够使我们对学习本专业增加信心，锻炼了我们各方面的能力。

七、原理图八主程序清单定时器T1时间初值设50ms时间初值为Z，Z的计算方法为（216- Z）×12=12×50×103，结果Z=15536D=3CB0H OK EQU 20H ；抢答开始标志位RING EQU 22H ；响铃标志位ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP INT0SUBORG 000BHAJMP T0INTORG 0013HAJMP INT1SUBORG 001BHAJMP T1INTORG 0040HMAIN: MOV R1,#30 ；初设抢答时间为30sMOV R2,#60 ；初设答题时间为60sMOV TMOD,#11H ；设置定时器T0/T1模式1MOV TH0,#0F0HMOV TL0,#0FFH ；越高发声频率越高,越尖MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H ；50ms为一次溢出中断SETB EASETB ET0SETB ET1SETB EX0SETB EX1 ；允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1CLR OKCLR RINGSETB TR1SETB TR0 ；一开始就运行定时器,以开始显示FFF =====查询程序=====START: MOV R5,#0BHMOV R4,#0BHMOV R3,#0BHACALL DISPLAY ；未开始抢答时候显示FFFJB P3.0,NEXT;dddddddACALL DELAYJB P3.0,NEXTACALL BARK ；按键发声MOV A,R1MOV R6,A ；送R1->R6,因为R1中保存了抢答时间SETB OK ；抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答MOV R3,#0AH ；抢答只显示计时,灭号数AJMP COUNT ；进入倒计时程序,"查询有效抢答的程序"在COUNT里面NEXT: JNB P1.0,FALSE1JNB P1.1,FALSE2JNB P1.2,FALSE3JNB P1.3,FALSE4JNB P1.4,FALSE5JNB P1.5,FALSE6JNB P1.6,TZ1JNB P1.7,TZ2AJMP STARTTZ1: JMP FALSE7TZ2: JMP FALSE8=====非法抢答处理程序=====FALSE1: ACALL BARK; ；按键发声MOV R3,#01HAJMP ERRORFALSE2: ACALL BARKMOV R3,#02HAJMP ERRORFALSE3: ACALL BARKMOV R3,#03HAJMP ERRORFALSE4: ACALL BARKMOV R3,#04HAJMP ERRORFALSE5: ACALL BARKMOV R3,#05HAJMP ERRORFALSE6: ACALL BARKMOV R3,#06HAJMP ERRORFALSE7: ACALL BARKMOV R3,#07HAJMP ERRORFALSE8: ACALL BARKMOV R3,#08HAJMP ERROR=====INT0(抢答时间R1调整程序)=====INT0SUB:MOV A,R1MOV B,#0AHDIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#0AHACALL DISPLAY ；先在两个时间LED上显示R1 JNB P3.4,INC0 ；P3.4为+1s键,如按下跳到INCOJNB P3.5,DEC0 ；P3.5为-1s键,如按下跳到DECO JNB P3.1,BACK0 ；P3.1为确定键,如按下跳到BACKO AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1CJNE A,#63H,ADD0 ；如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。

MOV R1,#00HACALL DELAY1AJMP INT0SUBADD0: INC R1ACALL DELAY1AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1JZ SETR1 ；如果R1为0, R1就置99 DEC R1ACALL DELAY1AJMP INT0SUBSETR1: MOV R1,#63HACALL DELAY1AJMP INT0SUBBACK0: RETI=====INT1(回答时间R2调整程序)=====INT1SUB:MOV A,R2MOV B,#0AHDIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#0AHACALL DISPLAYJNB P3.4,INC1JNB P3.5,DEC1JNB P3.1,BACK1AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2CJNE A,#63H,ADD1MOV R2,#00HACALL DELAY1AJMP INT1SUBADD1: INC R2ACALL DELAY1AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2JZ SETR2DEC R2ACALL DELAY1AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63HACALL DELAY1AJMP INT1SUBBACK1: RETI===倒计时程序(抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)===COUNT: MOV R0,#00H ；重置定时器中断次数MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H ；重置定时器RECOUNT:MOV A,R6;R6 保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时间给R6MOV B,#0AHDIV AB ；除十分出个位/十位MOV 30H,A ；十位存于(30H)MOV 31H,B ；个位存于(31H)MOV R5,30H ；取十位MOV R4,31H ；取个位MOV A,R6SUBB A,#07HJNC LARGER ；大于5s跳到LARGER,小于等于5s 会提醒MOV A,R0CJNE A,#0AH,FULL 1s中0.5s向下运行CLR RINGAJMP CHECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK 下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计SETB RINGMOV A,R6JZ QUIT ；计时完毕MOV R0,#00HDEC R6 ；一秒标志减1AJMP CHECKLARGER: MOV A,R0CJNE A,#14H,CHECK 如果1s向下运行,否者跳到查"停/显示"DEC R6 ；计时一秒R6自动减1MOV R0,#00HCHECK: JNB P3.1,QUIT ；如按下停止键退出ACALL DISPLAYJB OK,ACCOUT如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数(这里起到锁抢答作用)AJMP RECOUNTACCOUT:JNB P1.0,TRUE1JNB P1.1,TRUE2JNB P1.2,TRUE3JNB P1.3,TRUE4JNB P1.4,TRUE5JNB P1.5,TRUE6JNB P1.6,TZ3JNB P1.7,TZ4AJMP RECOUNTTZ3: JMP TRUE7TZ4: JMP TRUE8QUIT: CLR OK ；如果按下了"停止键"执行的程序CLR RINGAJMP START=====正常抢答处理程序=====TRUE1: ACALL BARK ；按键发声MOV A,R2MOV R6,A ；抢答时间R2送R6MOV R3,#01HCLR OK 因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答AJMP COUNTTRUE2:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#02HCLR OKAJMP COUNTTRUE3:ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#03HCLR OKAJMP COUNTTRUE4:ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#04HCLR OKAJMP COUNTTRUE5:ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#05HCLR OKAJMP COUNTTRUE6: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R3,#06HCLR OKAJMP COUNTTRUE7: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#07HCLR OKAJMP COUNTTRUE8: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#08HCLR OKAJMP COUNT=====犯规抢答程序=====ERROR: MOV R0,#00HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HMOV 34H,R3 ；犯规号数暂存与(34H)HERE: MOV A,R0CJNE A,#0AH,FLASH ；0.5s向下运行->灭并停响CLR RINGMOV R3,#0AHMOV R4,#0AHMOV R5,#0AH ；三灯全灭AJMP CHECK1FLASH: CJNE A,#14H,CHECK1 下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计SETB RINGMOV R0,#00HMOV R3,34H ；取回号数MOV R5,#0BHMOV R4,#0BH ；显示FF和号数AJMP CHECK1CHECK1: JNB P3.1,QUIT1ACALL DISPLAYAJMP HEREQUIT1: CLR RINGAJMP START=====显示程序=====DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1 查表显示程序,利用P0口做段选码口输出/P2低三位做位选码输出,MOV A,R3MOVC A,@A+DPTRMOV P2,#0feHMOV P0,AACALL DELAYMOV DPTR,#DAT2MOV A,R5MOVC A,@A+DPTRMOV P2,#0fdHMOV P0,AACALL DELAYMOV A,R4MOVC A,@A+DPTRMOV P2,#0fbHMOV P0,AACALL DELAYRETDAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;"灭","1","2","3","4","5","6","7","8","9","灭","F"DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H;第一个为零,其他与上相同,因为十位如果为零显示熄灭====加减时间延时(起到不会按下就加N个数)======DELAY1: MOV 35H,#08HLOOP0: ACALL DISPLAYDJNZ 35H,LOOP0RET=====延时(显示和去抖动用到)=====DELAY: MOV 32H,#12HLOOP: MOV 33H,#0AFHLOOP1: DJNZ 33H,LOOP1DJNZ 32H,LOOPRET=====发声程序=====BARK: SETB RINGACALL DELAY1ACALL DELAY1CLR RING;按键发声RET=====TO溢出中断(响铃程序)=====T0INT: MOV TH0,#0ECHMOV TL0,#0FFHJNB RING,OUT;CPL P3.6;RING 标志位为1时候P3.6口不断取反使喇叭发出一定频率的声音OUT: RETI=====T1溢出中断(计时程序)=====T1INT: MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HINC R0RETIEND九、参考资料[1] 《电子整机装配实训-李伟民》 . 苏伯贤[2] 《单片机原理与应用》. 王效华张咏梅[3] 《数字电路》.刘勇杜德昌陈松。