说明书 单片机设计八路抢答计分显示器)
单片机、微机原理课程设计(八路抢答器)
《微机原理与接口技术》课程设计报告基于STC89C52防违规八路抢答器院系：专业（班级）：姓名：学号:指导教师：职称：完成日期： 2013 年 12 月 25 日目录1 引言 (1)2 总体方案论证与设技 (1)2.1 主控模块的选型和论证 (1)2.2 显示模块的选型和论证 (2)2.3 按键模块的选型和论证 (2)2.4 系统整体设计概述 (3)2.5 系统使用说明 (4)3 系统硬件电路设计 (4)3.1 主控模块 (4)3.1.1 单片机芯片介绍 (5)3.1.2 单片机最小系统 (6)3.2 数码管模块设计 (6)3.2.1 数码管原理介绍 (7)3.2.2 数码管电路设计 (7)3.3 键盘模块设计 (8)3.4 蜂鸣器模块设计 (8)4 系统软件设计 (9)4.1 系统软件总体设计 (9)4.2 程序设计原理 (10)5 系统调试 (11)5.1 硬件调试 (11)5．2 调试结果 (12)6 总结 (12)7 致谢 (13)参考文献 (14)附录A 系统整体原理图 (15)附录B 实物图 (16)附录C 系统源程序 (17)基于STC89C52防违规八路抢答器1 引言随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。
本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。
单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。
对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。
1.1 本系统主要研究内容本系统设计制作一个基于单片机的8路抢答器。
能实现以下几种功能：（1）键盘扫描，显示当前按键。
单片机课程设计(八路抢答器)
随着社会的不断发展和科学技术的不断提高，各种工业自动化不断升级，电子技术得到了飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、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。
本设计是以八路抢答为基本理念，考虑到需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示，并且有警告灯显示。
关键词：单片机，抢答器，显示第一章概述1.1课题背景随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也就显而易见。
目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，使用起来不够理想。
因此设计一更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。
现在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称，所以若利用单片机来设计抢答器，便使以上问题得以解决。
1.2课题的意义与发展方向随着电子技术的发展，抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于企业单位、学校和电视台，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速的裁决。
它能迅速、客观地分辨出哪位选手最先按下的抢答键，大大增强了比赛的公平性，给人们带来了很大的方便。
而随着科学技术的不断发展，以单片机作为主控制器的抢答器占据了主要的地位。
目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。
例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
第二章硬件电路设计2.1 系统的控制要求与总体结构系统的控制要求：1.给主持人设置一个开关，用来控制系统的重启（编号显示数码管重置初始时间）和抢答器的倒计时开始。
单片机 8位抢答器
8位竞赛抢答器一、设计目的通过单片机课程设计加深对单片机更深层的理解，熟悉单片机的内部硬件资源，掌握单片机的编程方法。
理论联系实际，把本学期所学知识运用到实践中。
要学会发挥创造设计编程思想，并不断创新。
培养模块化的设计思想，熟练运用子程序进行模块化设计。
二、设计要求1、以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8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，开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按按钮，锁存相应的编号，并把优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。
3、当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。
参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
三、电路及连线设计连线连接孔1 连接孔21 P1.0 K02 P1.1 K13 P1.2 K24 P1.3 K35 P1.4 K46 P1.5 K57 P1.6 K68 P1.7 K79 P3.6 喇叭10 Key/led_cs Cs011 Int0 单脉冲四、使用说明该设计是以MCS51为基础，结合单片机汇编语言知识，设计而成的8位竞赛抢答器。
在伟福试验箱上实现仿真。
主持人按下“抢答开始”既单脉冲键后，喇叭响0.5秒给出提示信号，并立刻进入抢答倒计时（预设30秒抢答时间）此时，数码显示管上显示倒计时时间：有选手抢答，停止计时，八段数码显示抢答时间和选手号；无选手抢答，倒计时30秒后，显示00。
然后选手等待主持人按下按钮开始新一轮抢答。
注意：（1） 由于设计的局限性，如果在无人抢答期间，30秒还未到，主持人不能按下重新下一轮抢答按钮。
8路数字抢答器设计说明
数量11
1、2、
6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单
序号910元件名称
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
电阻
瓷片电容
瓷片电容
电解电容
电解电容型号与规格
R1R2R3R4R510K
R6R17R1610KR72.2K
R8100K
R9R10R11R12330R
R13R14R15300R
C1103
C2104
C3100UF
C447UF
D1D2D3D4D5
11二极管
1N4148
数码管
三极管
蜂鸣器
开关集成Βιβλιοθήκη 路集成电路线路板D6D7D8D9D10
D11D12D13D14
D15D16D17D18
12
13
14
15
16
18
18DS
Q19013
S1 ----S9
U2555
U14511
单面PCB单位只只只只只只只只只只只只只只只只只只
1、2、
6、7脚为BCD码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I），当B I为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E），当L E端由“0 ”→“1 ”时，a、b、c、d、e、f、g七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。
简易8路数显抢答器：
简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计
本文介绍了一种基于单片机的八路抢答器设计。
抢答器是一种用于学校、培训机构等教育场所的工具，可以帮助教师进行学生抢答活动的管理和记录。
基于单片机的设计可以提供稳定可靠的性能。
首先，我们需要准备一块适配的单片机开发板，如STC89C52或ATmega328P等。
这些开发板都具备处理器和必要的输入输出接口，适合本项目的需求。
其次，我们需要设计一套抢答器的硬件电路。
这包括按键、显示屏（LCD）和音响等功能。
按键可以用于学生抢答，LCD显示屏可以显示当前的抢答状态和得分情况，而音响用于提示正确和错误的抢答。
在软件方面，我们需要编写相应的程序来控制抢答器的功能。
这些功能包括学生抢答有效性的判断、得分的记录和显示，以及音响的控制等。
最后，将硬件电路和软件程序结合起来，完成整个抢答器系统的搭建和调试。
确保系统能够正常运行，并满足设计要求。
在使用抢答器时，教师可以根据需要设定抢答游戏的规则和题目，在抢答过程中，系统会自动记录学生的得分和答题情况，以便教师进行统计和评估。
总之，基于单片机的八路抢答器设计，能够提供便捷有效的学生抢答管理和记录功能，为教育教学活动提供帮助。
8路抢答器设计
8路抢答器设计抢答器被广泛应用于交互式教学、竞赛、互动游戏等场合。
本文介绍一种基于单片机的8路抢答器设计方案。
1. 系统功能本设计实现以下功能：1. 设定问题和倒计时时间；2. 按下抢答器键后，选手答题；3. 答对或答错均计分，答错扣分；4. 显示当前排名和得分情况；5. 比赛结束后，显示最终排名和得分情况。
2. 系统硬件本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，其主要特点是成本低廉、易于学习和上手。
硬件主要包括以下部分：1. 单片机板：采用STM32F103C8T6开发板，外接LCD显示屏；2. 抢答器：包括8个按键和8个LED指示灯，用于选手抢答和显示选手答题情况；3. 扫描电路：对抢答器按键进行扫描，获取选手输入。
本设计的软件分为如下模块：1. 初始化模块：对单片机系统进行初始化，包括外部时钟、GPIO端口等的配置；2. 显示模块：用于显示问题、倒计时、选手答题情况和最终排名和得分情况；3. 时钟模块：用于倒计时和计时，倒计时结束后停止答题；4. 抢答模块：用于接收选手抢答信息，并根据答题情况进行得分；5. 判断模块：用于判断选手答题是否正确；6. 得分模块：用于计算选手得分；7. 排名模块：用于计算选手最终得分和排名。
4. 抢答器操作流程5. 总结本设计实现了一种基于单片机的8路抢答器功能，并且硬件成本相对较低，易于制作。
软件上分模块化设计，便于扩展和修改。
但是由于时间和技术限制，还存在一些功能没有完善，比如数据记录、多轮比赛等功能。
此外，对于选手的选手答题有些限制，只能按照先后顺序抢答，如果需要加入随机抢答等功能，需要进行扩充。
单片机八路抢答器课程设计
单片机八路抢答器课程设计一、引言随着科技的发展和应用越来越广泛，单片机在各个领域的应用日益普遍。
其中，抢答器是一种常见且有趣的单片机应用。
本课程设计将介绍如何使用单片机设计一个八路抢答器，帮助学生更好地理解和掌握单片机的原理和应用。
二、系统框图八路抢答器系统主要由以下几个部分组成： 1. 单片机主控模块：负责系统的整体控制和数据处理。
2. 八个抢答器按键模块：提供用户按键输入功能。
3. 抢答器显示模块：展示抢答器的按键状态和抢答结果。
4. 蜂鸣器模块：用于发出抢答成功或失败的音频提示。
三、系统功能设计八路抢答器的主要功能如下： 1. 抢答器按键功能：每个抢答器都具有独立的按键，当按下按键时，抢答器将发送信号给主控模块。
2. 抢答器显示功能：通过显示模块，实时显示每个抢答器的抢答状态，如按下、未按下等。
3. 抢答器抢答功能：在系统开始抢答后，只有首先按下按键的抢答器才能获得抢答资格。
4. 抢答结果显示功能：在抢答结束后，显示抢答结果，并通过蜂鸣器模块发出音频提示。
四、硬件设计4.1 单片机主控模块主控模块是整个系统的核心，它接收抢答器按键模块发送的信号，并对抢答结果进行处理。
可以选择常用的单片机，如STC89C51等。
### 4.2 抢答器按键模块抢答器按键模块包括八个独立的按键，用于用户进行抢答操作。
按下按键时，将通过IO口发送信号给主控模块。
### 4.3 抢答器显示模块抢答器显示模块采用LED或LCD等显示器件，用于显示八个抢答器的状态，如按下、未按下等。
### 4.4蜂鸣器模块蜂鸣器模块用于发出抢答成功或失败的音频提示。
可以选择适合的蜂鸣器模块并通过IO口控制。
五、软件设计5.1 系统初始化在系统初始化过程中，需要对硬件进行初始化，包括IO口设置、定时器设置等。
### 5.2 抢答逻辑处理通过编程实现抢答逻辑处理，包括按键检测、抢答结果判断等。
当检测到抢答按键按下时，判断该抢答器是否首次按下，并显示相应的抢答结果。
单片机、微机原理课程设计(八路抢答器)
03
硬件电路设计
单片机、微机原理硬件电路设计
单片机：8051系列单片机，具有丰富的I/O接口和定时器/计数器资源
微机原理：基于8086/8088微处理器，具有丰富的指令集和内存资源
硬件电路设计：包括电源电路、时钟电路、复位电路、I/O接口电路、定时器/计数器电路等
八路抢答器：采用八路抢答器设计，实现八路抢答功能，具有抢答指示灯和抢答按钮等 硬件电路设计
感谢观看
汇报人：
电源电路设计
电源类型：直流电源或交流电源 电源电压：根据设备需求选择合适的电源电压 电源连接：确保电源线连接正确，避免短路或断路 电源保护：使用电源保护装置，如保险丝、断路器等，防止电源过载或短路。
04
软件程序设计
主程序流程图设计
初始化：设置抢 答器状态、显示 抢答器状态、设 置抢答时间
抢答阶段：判断 是否有人抢答、 判断抢答时间是 否结束、判断抢 答者是否正确
图设计
程序代码实现
程序设计语言：C语言
程序结构：主函数、子函数、 循环结构、条件判断等
程序功能：实现八路抢答器的 功能，包括抢答、计分、显示 等
程序优化：考虑程序的效率和 稳定性，进行优化和改进
05
系统调试与测试
系统调试步骤和方法
硬件连接：检查各模块之间的 连接是否正确，确保电源、地 线、信号线等连接无误。
八路抢答器的工作原理
八路抢答器由八路抢答按钮、八路抢答指示灯、八路抢答控制电路组成。
八路抢答按钮用于选手抢答，按下后，对应的八路抢答指示灯亮起，表示 抢答成功。
八路抢答控制电路用于控制八路抢答按钮和八路抢答指示灯的工作，确保 只有一个选手可以抢答成功。
八路抢答器通过单片机或微机原理实现，可以实时检测选手的抢答情况， 并给出相应的反馈。
单片机课程设计《八路抢答器》
1 任务要求（1）实现多路抢答器功能。
（2）用LED 显示屏显示抢答提示、哪组抢答、哪组犯规、加减分情况以及每组的得分。
（3）数码显示抢答和答题时间，时间到调用LED 模块显示“时间到！”。
（4）主持人通过按钮控制抢答功能：抢答、复位、加分和减分。
2硬件设计2．1硬件分析（1）LED 显示屏模块设计LED 显示屏是用了16块8×8点阵模块，把每一行的行线连起来，每一列的列线连起来级联成64×16点阵显示屏。
通过8个74HC273锁存器把每一行的64列数据锁存起来，通过4线-16线译码器74159控制每一行打开。
4块8×8点阵模块级联成16×16点阵模块示意图如图3.1所示：图3.1 4块8×8点阵级联示意图64×16点阵模块由16块8×8点阵模块以及8块74HC273锁存器组成，锁存器负责把每一行的数据锁存起来，电路图如图3.2所示：8条行线连在一起组成16行8条列线连在一起组成16列图3.2 64×16点阵电路图（2）按键模块设计八路抢答器顾名思义有8个抢答按钮，故八路抢答器应由8个抢答键及4个功能键组成。
每一组的按键判断有相应的LED指示灯，用来指示抢答与犯规操作。
按键模块电路如图3.3及图3.4所示：图3.3 抢答按钮图3.4 主持人控制按钮（3）数码显示模块设计数码显示模块由两位数码管组成，可以显示00~99，通过位扫描显示两位数字。
数码管用来显示抢答时间以及答题时间。
数码显示模块电路如图3.5所示：图3.5 数码显示模块2．2硬件电路原理图八路抢答器由LED显示模块、数码显示模块、按键模块以及译码电路，锁存电路组成。
电路原理图如图3.6所示：图3.6 硬件电路原理图3 软件设计3．1主要模块流程图（1）开始程序流程图如图4.1所示图4.1 开始程序流程图（2）开始抢答程序流程图如图4.2所示图4.2 开始抢答程序流程图（3）判断犯规程序流程图如图4.3所示图4.3 判断犯规程序流程图（4）答题程序流程图如图4.4所示图4.4 答题程序流程图（5）加减分流程图如图4.5所示图4.5 加减分流程图3．2主要模块的程序分析本程序主要分为四部分：（1）主程序模块、（2）显示模块、（3）计时模块、（4）按键中断模块。
基于51单片机八路抢答器的设计
基于51单片机八路抢答器的设计八路抢答器是一种常见的电子设备，利用该设备可以实现多人同时抢答的功能。
本设计基于51单片机，通过电路和程序的设计，实现了一个八路抢答器。
一、硬件设计1.单片机选择本设计选择51单片机作为控制核心，采用STC89C52微控制器，该单片机具有丰富的外设接口和较大的存储空间，能够满足实现八路抢答器的要求。
2.抢答按键设备中需要设置八个抢答按键，用于参与者抢答。
按键采用常闭型按键，接通时为低电平，用于触发中断。
3.电源设计为了提供稳定的电源给抢答器，设计中采用了5V稳压电源电路，供电采用AC220V转DC5V电源适配器。
4.显示设计为了方便显示抢答结果，本设计采用了一个共阴数码管，用于显示抢答结果。
具体显示方式根据需求进行编程显示。
5.连接器设计为方便接线和扩展，设计中使用了排针排插连接器，将各个按键、数码管等连接到主控板上。
二、软件设计1.引脚设置首先需要对单片机的I/O引脚进行设置，将各个按键连接到相应的引脚上。
同时，还需要设置数码管的引脚，用于控制显示。
2.中断设置为了实现按键的检测和抢答功能，需要设置外部中断。
具体的中断设置根据引脚的连线情况进行配置。
3.抢答逻辑抢答的逻辑可以根据需求进行设计，本设计采用最先按下的键位为答题者，其他键位将被屏蔽。
按下按键后，相应的数码管会显示该答题者的编号或名称，并输出一个信号用于记录答题者的顺序。
4.结果显示抢答结束后，根据答题者的顺序，将结果显示在数码管上。
可以根据需求进行设计，如按照答题者的编号显示。
5.功能扩展除了基本的抢答功能外，还可以对设备进行功能扩展。
如设置答题时间限制，设置显示答题者的得分，设置答题者的排名等。
三、PCB设计完成硬件电路和软件设计后，需要进行PCB设计，将各个元件进行布局，进行连线和焊接。
PCB设计需要保证连接的正确性和布线的合理性。
四、测试与调试完成PCB的焊接后，需要进行设备的测试与调试。
通过逐个按下按键，观察数码管的显示结果是否正确。
8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器
1 前言1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供8名选手参赛，编号为1~8号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S8）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响（持续时间为0.5秒），主持人清零后，声音提示停止。
（3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。
输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S8实现。
（4）有抢答信号输入（开关S1~S8中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别号码。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。
当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。
（2）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
（4）当选手抢答完后，主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括：抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，当开关S按下，抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时，选手可进行抢答，当计时30秒之后若没人抢答，则系统发出警报并禁止抢答，定时显示数码管上显示00字样，之后等待开关S按下，系统复位；若在30秒内有选手进行抢答，此时扬声器会发出3秒时间的警报，同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位)，编号显示数码管上显示抢答选手编号，显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止；系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
(完整)单片机课程设计：八位竞赛抢答器
抢答器的全部内容。
《单片机应用技术》课程设计报告题目:八位竞赛抢答器专业:班级:姓名：指导教师：成绩:电气工程学院2014年月日学号：课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称: 八位竞赛抢答器起止日期：指导教师：八位竞赛抢答器摘要本设计是以八路抢答为基本理念。
考虑到需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示。
先进行系统硬件设计，该电路由显示电路,抢答电路，晶振电路等部分组成，然后进行系统软件设计，进行软件的仿真,这次课程设计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.关键词：AT89C51；抢答器；计时;报警目录第1章系统总体设计 (5)1.1 八位竞赛抢答器的工作原理 (5)1。
2 八位竞赛抢答器的总体框图 (5)第2章系统硬件的设计 (6)2.1 工作原理.......................... 6_Toc327113912”2.2 晶振电路 (6)2.3 抢答电路 (7)2。
4 显示电路 (8)2。
5 控制电路的设计 (9)第3章系统软件设计 (10)第4章系统软件仿真 (13)4.1 KeiluVision2软件 (13)4。
2 Proteus软件仿真 (14)4。
3 仿真结果分析 (15)总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)第1章系统总体设计1.1八位竞赛抢答器的工作原理抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用程序查询方式使动态显示倒计时时间并且同时使LED灯亮。
主持人按下开始抢答键才可以抢答.主持人没有按下开始抢答按(P3.0)，有人抢答则抢答违规,报警并该组LED灯亮,主持人按下开始抢答开关重新抢答。
主持人按下开始抢答按纽（P3。
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计一、介绍抢答器是一种常见的电子设备，用于组织学生进行抢答活动。
传统的抢答器设备通常采用机械按钮或者红外线传感器，但是这些设备具有限制，例如按钮设备需要人工操作，而红外线传感器则需要维护激光束的稳定性。
基于单片机的抢答器能够解决这些问题，并给予更多的功能扩展。
二、系统设计本设计的基本需求是能够同时支持八个参与者进行抢答，并实时显示第一个抢答者的编号。
设计采用单片机进行控制，为了满足多个参与者的需求，需要使用多个按键进行输入，并通过数码管显示抢答结果。
具体系统设计如下。
1.硬件设计硬件设计基于单片机STM32F103C8T6，具有30个可编程输入/输出引脚。
为了支持八个参与者的抢答，我们使用了八个按钮进行输入，并使用七段数码管显示抢答结果。
引脚的分配如下表：引脚功能PA0 参与者1按钮输入PA1 参与者2按钮输入...PA7 参与者8按钮输入PB0-6 七段数码管段选择PC0-3 七段数码管位选择2.软件设计软件设计基于Keil uVision软件进行编写。
主要功能包括按键输入检测、抢答者编号判断以及数码管显示。
具体的设计流程如下。
（1）按键输入检测使用GPIO口作为输入模式，每个参与者的按键连接到相应的引脚。
通过读取GPIO口的电平来检测按钮是否被按下。
当检测到按键按下时，会触发中断并执行相应的处理函数。
（2）抢答者编号判断通过记录按键按下的时间顺序来判断抢答者的编号。
每次有按钮按下时，会先检测当前是否已经有抢答者，并且记录下第一个抢答者的编号。
在抢答者确认后，会将其他按钮的输入禁用，以防止其他参与者的干扰。
（3）数码管显示使用GPIO口作为输出模式，将七段数码管的段选择信号连接到PB0-6引脚，位选择信号连接到PC0-3引脚。
通过依次设置段和位选择信号的电平，来控制数码管的显示内容。
三、系统实现四、总结本文介绍了基于单片机的八路抢答器设计。
通过使用多个按钮进行输入，以及数码管进行显示，实现了同时支持八个参与者进行抢答的功能。
八路抢答器说明书
烟台大学单片机课程设计说明书课题：抢答器院系：机电汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导老师：同组成员：刘鹏李谦蔺文学2013 年 06 月 01 日目录1 概述 (2)2设计任务 (2)3 系统总体方案 (3)4 硬件设计 (4)4.1 控制系统所需硬件 (4)4.2 硬件原理介绍 (4)5 软件设计 (7)5.1 软件总体设计 (7)5.2 程序流程图 (8)6 Proteus软件仿真 (12)6.1 Keil软件 (12)6.2在Proteus软件 (12)7小结 (14)8心得体会 (15)附1：源程序代码 (16)附2：参考文献 (24)1 .概述8路智能抢答器的设计现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。
然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。
为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。
抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。
抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。
但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。
此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。
现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
2 .设计任务本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。
要求实现的功能如下：{课程设计要求○1有一个主持人和8个参赛队○2当主持人按下抢答器，参赛队在10秒内可抢答，超过10秒则不能抢答，如抢答成功，则显示抢答的队号○3抢答成功后必须在60秒内回答完成，如果超过时间则抢答无效，且显示无效指示。
基于单片机的8路抢答器简单设计
基于单片机的8路抢答器简单设计
要设计一个基于单片机的8路抢答器，需要使用以下材料和工具：
1.单片机：使用AT89C52或AT89S52单片机。
2.显示屏：使用8位共阴极数码管进行显示。
3.按钮开关：使用8个按键来进行答题。
4.蜂鸣器：用于提示抢答成功或失败。
5.电源：使用12V直流电源供电。
6.电路板、电线、焊接工具等。
设计步骤：
1.通过AT89C52单片机的端口P1.0~P1.7来控制各个数码管的显示，并通过P
2.0~P2.7控制对应的按钮。
2.在程序中设定一个计数器，每当有一个用户答题成功后，计数器加一。
3.如果出现两个或以上的用户同时答对，由单片机判断并发出蜂鸣声提示。
4.根据计数器的值来确定当前的排名，并在数码管上进行显示。
5.当抢答结束后，将计数器清零，等待下一轮抢答。
6.设计完整的电路图，进行焊接和调试。
7.将电路板安装在合适的外壳内，添加电源等其他必要设备，完成8路抢答器的制作。
以上就是基于单片机的8路抢答器的简单设计步骤。
八段数显抢答器说明书
电路相关说明部分
一、功能简介
1、功能说明
抢答器可以根据抢答情况，显示优先抢答者的号数，同时蜂鸣器发声，表示抢答成功。
抢答器由抢答，编码，优先，锁存，数显及复位电路组成，它的组成原理图如图1所示。
2、电路原理简介
该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。
按键按下后，蜂鸣器发声，同时（数码管）显示优先抢答者的号数，抢答成功后，再按按键，显示不会改变，除非按复位键。
复位后，显示清零，可继续抢答。
SB1～SB8 为抢答键；SB9 为复位键；CD4511 是一块含BCD—7 段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路，其中1、2、6、7 为BCD 码输入端，9～15 脚为显示输出端，3 脚（LT）为测试验出端，当"LT"为0 时，输出全为1，4 脚（BI）为消隐端，BI 为0 时输出全为0，5 脚(LE)为锁存允许端，当LE 由"0"变为"1"时，输出端保持LE 为0时的显示状态。
16 脚为电源正，8 脚为电源负。
555 及外围电路组成抢答器声响电路。
整个电路可以采用4.5-9V直流供电。
8路抢答器元件清单。
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目录摘要.......................................... 错误！未定义书签。
引言 (I)1 题目 (3)2 抢答器系统的概述 (3)2.1 系统的主要功能 (3)2.2 抢答器的工作过程 (4)2.3 AT89C51的功能及简介 (4)3 抢答器的电路设计 (5)3.1 振荡电路的设计 (6)3.2 复位电路的设计 (6)3.3 显示电路的设计 (7)3.4 按键电路的设计 (8)3.5 发声电路的设计 (8)3.6 流水灯的设计 (8)3.7 总体电路图 (10)4 程序的设计 (12)4.1 程序系统结构图 (12)4.2 程序流程图 (12)5 抢答器的仿真实验 (14)5.1 仿真系统PROTEUS (14)5.2 KELL简介 (14)5.3 仿真试验 (16)5.3.1 上电后的初始状态 (16)5.3.2 开始倒计时 (17)5.3.3 抢答成功并正常显示 (18)5 总论 (9)参考文献 (10)致谢 (10)附录........................................................................................................................................................... 主函数以及子函数. (21)摘要当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。
而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。
因此，我们制作了这款简易八路抢答器屏弃了成本高，体积大，而且操作复杂。
我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并具有复位的设计思想，本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构简单、成本低、制作方便等优点，并且还有按键报警功能。
抢答器在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。
如果在抢答中，靠视觉很难判断哪组先答题。
利用数字芯片系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出那组优先答题。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。
经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
引言抢答器的设计就是在这种社会条件下诞生的，这次设计用AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个实用的抢答器，本方案以单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路，设计的八路抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C语言编程，使其实现一些基本的功能。
本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。
它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，即计时开始，此时数码管开始进行20s的倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号和抢答所用的时间，如果在规定的20s时间内没有做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。
在抢答和回答时间的最后5s，蜂鸣器和数码管都会给予相应报警提示。
1 题目八路抢答计分显示器设计本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按键。
主持人有开始和结束、复位键。
开始时设定为初始的抢答时间5s, 数码管开始闪烁提示,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无效，数码显示屏显示不做显示。
主持人再可按键开，新一轮抢答将展开。
通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。
所以本研究是一个实用的工程设计，而且课扩展的到许多人的抢答模式，具有创新性。
本论文章节的结构和内容如下：第一章：绪论。
简要介绍了抢答器的发展现状，说明了本课题研究的内容。
第二章：抢答器系统概述。
说明了抢答器的工作过程和主要功能，并定下了本课题要达到的设计目标。
第三章：抢答器的电路的设计。
详细描述了本课题各个组成电路单元的设计思路。
第四章：程序的设计。
设计单片机内部运行的程序实现抢答及其他功能。
第五章：抢答器的仿真试验。
阐述了抢答器通过设计，制作成仿真原图之后的仿真试验。
第二章抢答器系统的概述抢答器是生活和娱乐中重要的一环，而且老式的抢答器不能胜任现在的需求或者是接线复杂故障率高，不方便使用，所以我们开始了基于单片机的八路抢答器的设计。
本章主要讲述设计的主要功能分析，和抢答器的工作过程，以及我们所采用的单片机的功能简介。
2.1 系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、倒时显示、提示功能等（根据需要可另设或多设相关功能）、开始与结束控制按键、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，也可设定由主持控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按键做开始和结束按键对结束的控制，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键。
一共有8个按键输入，分别对应8路选手的抢答按键。
主持人开始和结束用复位电路。
活动开始可以预设置抢答的时间，修改改上述时间，主要是修改程序中的时间。
设置好时间后抢答开始，主持人按开始键后，倒计时六秒。
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，扬声器发生提示、和数码管的闪烁进行提示。
单片机是整个抢答器的核心，内部电路设计用C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，抢答者序号和倒计时间。
本设计中，有一个一位共阳的数码管组。
主持人依次按下复位键（Start）后开始抢答。
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。
如果没人抢答，则最后5s蜂鸣器蜂鸣，数码管闪烁。
2.2 抢答器的工作过程抢答器的基本工作原理：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、显示流程等几部分。
抢答器的工作过程如下：1、如果想调节抢答时间，在比赛开始的时候编辑程序，写到芯片里面。
2、主持人按"复位"键，并进入抢答倒计时（预设6s抢答时间）。
3、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、流水灯启动，以做开始提醒。
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。
2.3 AT89C51的功能及简介AT89C51单片机是ATMAL公司89系列单片机的一种8位Flash单片机。
它最大特点是片内含有Flash存储器，用途十分广泛，特别是在生产便携式商品手提式仪器等方面，有着十分广泛的应用。
AT89C51单片机内部主要有以下部件：8031CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、片内RAM、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口AT89C51是89系列单片机的标准型，它是与MSC-51系列单片机兼容的。
在内部含有4KB可重复编程的Flash存储器，可进行1000次擦写操作。
全静态工作为0-24MHZ，有3级程序锁存器，内部含有128-256字节的RAM，有32条可编程I/O口线，2-3个16位定时/计数器，6-8个中断源，通用的串行接口，低电压空闲及电源下降方式。
AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，两个16位的定时/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。
单片微机内部最核心的部分是CPU。
CPU主要功能是产生各种控制信号，控制存储器、输入/输出端口的数据传输、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等，CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。
控制器由程序计数器PC、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。
它的功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过实时控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。
运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW，BCD码运算调整电路等组成。
图2-2 A T89C51单片机的内部结构图为了提高数据处理和位操作功能，片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器，还增加了位处理逻辑电路的功能。
其内部结构如图2-2所示。
第三章抢答器的电路设计本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离；从时间上看，硬件设计的绝大部分工作量在最初阶段，到后期往往还要做一些修改。
只要技术准备充分，硬件设计的大返工是比较少的，软件设计的任务贯彻始终，到中后期基本上都是软件设计任务，随着集成电路技术的飞速发展，各种功能很强的芯片不断出现，使硬件电路的集成度越来越高，硬件设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降。
为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面：一、尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。
二、留有设计余地。
在设计电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。
因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。
三、程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AT89C51单片机。
四、RAM空间，AT89C51内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。
如果系统配置了外部RAM，则建议多留一些空间。