16路抢答器

《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》课程设计题目：基于单片机的16路抢答器

系部：信息科学与技术部

班级：10通信3 班、

学生姓名：王雪

学号：201015440316

指导教师：刘佳宇老师

同组：苏晓丹201015440317日期：二零一二年十二月

目录

第1节引言

1.1抢答器的概述

1.2设计任务与要求

1.3系统主要功能

第2节系统主要硬件电路设计

2.1 单片机控制系统原理图

2.2 单片机主机系统电路

2.2.1复位电路的设计

2.2.2显示电路的设计

2.2.3 键盘扫描电路的设计

2.3 系统复位

第3节系统软件设计

3.1程序流程图

3.2系统程序

第4节实验现象

第5节总结

参考文献

基于单片机的16路抢答器

第1节引言

面临着信息时代，我们电子信息系的设计当然和当今社会发展需求有关。在电路调试中出现的问题及解决的方法，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。近年来随着科技的飞速发展．单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在电子科学技术高速发展的今天，高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中，每时每秒我们都能感受到产品的更新换代产品乃至技术革新的日新月异都让人对以相信。像日常我们工作所用到的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，但这要归功于科学技术的高速发展。

1.1抢答器的概述

在各种竞赛中，经常有抢答内容，因此需要用到抢答器。本文介绍的16路抢答器设计新颖具有电路结构简单、成本较低、操作方便灵敏可靠等优点，经使用效果良好，具有较高的推广价值，适用于工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，为竞赛的公平公正提供有利的保证。

1.2 设计任务与要求

任务：设计一款基于AVR的16路抢答器

1.基本要求

（1）16名选手或16个代表队比赛，分别用16个按钮K1-K16表示。

（2）一个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制。

（3）器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

2.设计目的

通过课程设计，对数字逻辑的基本内容有进一步的了解。能把学到的数字逻辑理论和AVR单片机知识进行实践，操作。在提高动手能力的同时对常用的ATmega16芯片有一定的了解，在电路设计方面有感性的认识。而且在进行电路设计的时候遇到问题，通过独立的思考有利于提高解决问题的能力。在经过课程设计后，更明白数字逻辑电路设计的一般方法，以及在遇到困难怎么排除问题。

1.3 系统主要功能

抢答器原理：抢答器是为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，竞赛者可以分为若干组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时其它按键的输入被屏蔽，使其不起作用。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清除为止。

因此要完成抢答器的逻辑功能，需要用到：矩阵键盘、ATmege16最小系统（PORTA控制位选，PORTB控制矩阵键盘，PORTD控制段选）、2位数码管。

第2节系统主要硬件电路

2.1 单片机总电路原理图

2.2 单片机模块

根据系统功能要求以及单片机硬件电路设计思路,对单片机模块进行设计，要使单片机能够软硬件合理配合使用，从而实现抢答、清零功能。

ATmega16 包含32个8位通用工作寄存器、两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器、一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器、并具有独立振荡器的实时计数器RTC、四通道PWM 32个和可编程的I/O口。它的最大特点是低功耗和高速度，其掉电方式、闲置方式至工作方式下的耗电约为1μA～2.5μA。ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案

ATMage16单片机是在一块芯片中集成了CPU、定时器/计数器、多功能I/O口、A／D转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM定时计数器等多种功能部件。其基本结构框图如图3.2，包括：

·32个8位通用工作寄存器

· 4个8位并行I/O口

·两个8位定时器/计数器

·一个内部时钟电路

·一条8位数据总线

·2个时钟周期的硬件乘法器

·1个状态控制器

·1个看门狗定时器

图3.2 ATMage16单片机结构框图2.2.1 单片机ATmega16芯片电路设计

2.2.1 复位电路的设计

RESET：复位端，用于在电路出现问题时使电路恢复。

在AVR单片机工作期间，按下复位按钮开关再松开时，将在复位脚产生一个低电平的复位脉冲信号，触发AVR单片机复位。

2.2.2 显示电路的设计

2.2.3 键盘扫描电路的设计

第3节系统软件设计

硬件电路完成以后，进行系统软件设计。首先要分析系统对软件的要求，然后进行软件的总体的设计，包括程序的总体设计和对程序的模块化设计。按整体功能分为多个不同的模块，单独设计、编程、调试，然后将各个模块装配联调，组成完整的软件。

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar ge,shi, key,tem,rem,k;

uchar tem1,tem2;

uchar const table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d, 0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};