八路抢答器

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题：基于AT89S51的八路抢答器设计学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计地点：

设计时间：2015-12-21～2016-01-03

单片机系统

课程设计

课程设计名称：基于AT89S51的八路抢答器设计专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

课程设计地点：

课程设计时间：2015-12-21～2016-01-03

单片机系统课程设计任务书

目录

1概述......................................................................................................... . (5)

1.1 选题的背景 (5)

1.2 选题的内容.... (5)

2 方案论证...... .......................................................................................... (6)

3 硬件电路设计............................................................................................ .. (7)

3.1 抢答器简介 (7)

3.2 抢答器的工作流程......................................................................... (8)

3.3 硬件电路的设计原理 (9)

3.4 系统原理图 (10)

3.5时钟电路的设计 (10)

3.6显示电路的设计 (11)

3.7显示电路的设计 (12)

3.8键盘扫描电路设计 (13)

3.9报警发声电路的设计 (14)

4 系统软件设计............................................................................................ . (15)

4.1程序流程图.................................................................................. . (15)

5 系统调试与总结.................................................................................. .. (16)

5.1 系统功能测试.................................................................................. . (16)

5.2总结.......................................................................................... (16)

参考文献................................................................. . (17)

附录A 系统原理图 (17)

附录B 部分源程序 (19)

课程设计报告

八路抢答器设计

1概述

随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越受到用户的重视和广泛使用。

1.1选题的背景

通过这次设计，掌握51单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高独立思考能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。无论是学校还是电视节目中,都可能会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。

1.2课题的内容

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钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，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犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。

1．在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。

2．抢答限定时间和回答问题的时间可以在1～99s设定。

3．可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有扬声器提示。

4．抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。

5．回答限定时间内使用锦囊回答时间将加到60s。

6．按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

2方案论证

方案一：八路抢答器可以利用硬件电子元器件实现，系统各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能，但是电路结构复杂，调试困难，涉及到外围元件多，并且制作过程工序比较烦琐，不便于安装，实验给实际操作带来很大的麻烦。

方案二：该系统采用MCS-51系列单片机AT89S51作为控制核心，其片内带有4KflashROM，128的RAM，以及15根I/O口线能满足设计要求。该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。利用单片机程序判断选手按键是否有效，但是选手违规抢答，利用简答程序显示，启动扬声器报警，告诉主持人有人违规操作，抢答无效。给出相应的延时，选手按正常的操作抢答，软件倒计时，利用AT89S51移位寄存7段数码管，实现倒计时显示时间，到5秒相应时间提醒选手时间快到了，要及时作答，并启动扬声器。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改性。

方案比较分析：从第一个方案我们可以看出，这个抢答器是由抢答电路，定时电路，报警电路，时序控制电路四个电路组成。扩展电路是由秒钟脉冲信号产生电路，译码电路，显示电路等，它的功能很齐全，设计的电路也很稳定。但是它的造价却很高，仅仅是集成电路他就用了八个，这个跟我们当初的设计理念是相冲突的。我们要的是功能齐全，但是造价比较低的设计。所以我们放弃这个方