基于单片机的八路抢答器课程设计论文资料
(完整版)基于单片机的八路抢答器毕业设计论文
目录1.绪论 (1)1．1 选题的目的和意义 (1)1．2 课题研究的内容 (1)1．3 课题的优点及组成 (2)1．4方案论证 (2)1．5国内外现状 (3)1．6抢答器的简介 (3)1．7 抢答器的工作流程 (5)2.硬件设计 (6)2．1 硬件电路的设计原理 (6)2．2 硬件电路的设计 (6)2．3 最小系统 (8)2．4 稳压电源电路设计 (8)2．5 时钟频率电路的设计 (9)2．6 复位电路的设计 (10)2．7 显示电路的设计 (10)2．8 键盘扫描电路的设计 (11)2．9 发声电路的设计 (13)3．软件设计模块 (14)3．1 主程序系统结构图 (14)3．2 软件任务分析 (15)3．3 程序流程图 (15)3．4 程序清单 (16)4．系统的调试 (28)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录一元器件清单 (34)附录二系统原理图 (35)1.绪论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 选题的目的和意义通过这次设计，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。
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。
基于80C51单片机的八路抢答器设计
基于80C51单片机的八路抢答器设计题目：基于80c51单片机的八路抢答器设摘要：八路智力抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电路装置，该装置主要就是由单片机最轻系统、控制电路（八个球手答对按钮；三个主持人控制按钮；四个修改按钮）、数码显示电路与蜂鸣器电路组成的。
单片机（mcu）就是目前在电气控制技术中广泛应用的关键元件。
它具备体积小，稳中求进定性高，应用范围广，控制能力强，升级改造容易等诸多优点。
本论文介绍使用atmel公司at89s52单片机设计八路智能抢答器。
软件使用汇编语言编程，汇编语言属于计算机领域的低级语言，具有简明易懂,执行效率高等的优点。
智能八路抢答器具备答对时间与答题时间调整，答对错误报警提示信息等功能，可以广泛应用于各类知识竞赛。
关键词：抢答器；单片机；硬件系统；软件编程一、系统概述与原理方框图在文中，我对八路抢答器的总体设计及其主要的功能特点展开直观的分析，并给出它的特点，实现的功能以及系统的简单操作，以对单片机及其控制系统的介绍。
（一）单片机技术发展的概述与系统问题的提出目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，单片机的发展正朝着cmos化，低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路的内装化等发展。
近几年，由于其他原因chmos技术的进步，大大地推动了单片机的cmos化，此种芯片除了低功耗外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功乏细致管理状态，特别就是iic，api等串行总线的导入，可以并使单片机的插槽设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。
我们设计出来的8路抢答器就是一种基于mcs-51单片机的硬件和软件设计及实现方法，这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制报警电路,在线修正功能等多种功能,保密性弱,灵活性低,特别适用于于家庭!办公室!学生宿舍及宾馆等场所。
它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和高价格等优点，就是一个应该推展的一种方法。
基于51单片机的8路抢答器系统设计论文004
第一章 系统方案与论证1.1 基本要求（1）系统容量：为满足竞赛抢答的要求，系统容量定位8路。
（2）系统能完成：倒计时指令发送与接收；抢答对别信息发送与接收； （3）抢答倒计时可在0-99秒内根据需要任意调整。
（4）所有信息交换都采用无线通信。
（5）抢答指令发出和抢答成功要有提示音。
1.2 系统方案选择1.2.1 系统基本结构框图1-1 基本系统结构框图系统工作流程：主持人电路通电后，2位数码管不断加1，以示电路可以正常工作。
主持人按下控制开关后，电路进入倒计时预设状态，设置好后再按一下控制开关，则完成预设，数码管显示预设数。
当主持人按下开始按钮后，选 手 电 路89C51控制输入 数码显示电路蜂鸣器电路信号采集主持人电路选手可以抢答，同时数码管显示倒计时读秒，如有选手按下抢答键，数码管显示该选手的序号，同时封锁其他的抢答信号，蜂鸣器鸣叫10s，以示有人抢答成功。
如读秒归零时还无人抢答，则蜂鸣器鸣叫10s,数码管显示为不断闪亮的“00”，以示抢答时间到。
当抢答的选手回答完毕或读秒归零后，主持人按一下开始按钮，电路即可恢复到开始抢答，倒计时读秒状态1.2.2 通信方案论证与选择要实现无线通信，可选用频分复用和时分复用两种形式。
频分复用各信道独立，不考虑信号在时间上的重叠。
但是在整个系统最少也需要8个信道，电路复杂，制作成本高，故不取。
对实际问题进行分析，发现系统通信中，除抢答信号外，其他信号的传送都具有明显的分时性（即各信号的传送都不可能同时出现）。
再对抢答信号进行深入研究，发现：（1）人对抢答信号的反应在毫秒级是很不灵敏的，人的反应速度是在0.2s-0.8s 内随即出现。
（2）在比赛现场，抢答题目一般在几十秒内。
能做出回答决定的人也只在40%左右，坚决做出回答决定的占20%左右。
根据系统满容量算20x20%=4,只有4个左右的人数进入0.2—0.8s反应比赛中。
（3）按键反应速度也是有差异的，大概在20ms左右。
基于单片机的八路智能抢答器设计(毕业论文)
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY科研实践题目：基于单片机的八路智能抢答器设计二级学院（直属学部）：延陵学院专业：电气工程及其自动班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：职称：副教授2013年12月30日至2014年1月10日目录1.绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2课题研究的内容 (3)1.3系统需求分析 (4)2.系统设计方案论证 (5)2.1 方案设计 (5)2.2 系统需求分析 (5)3.总体设计方案 (7)3.1 单片机的选择 (7)3.2抢答器方案论证 (8)4.系统硬件电路设计 (9)4.1总体设计结构图 (9)4.2最小系统电路设计 (9)4.2.1时钟频率电路图 (9)4.3输入电路设计 (10)4.3.1按键电路的设计 (10)4.4输出电路设计 (11)4.4.1 报警电路设计 (11)4.4.2 数码管显示电路 (12)4.4.3 电源电路设计 (13)图4-8稳压电路系统结图5.软件设计 (14)5.软件设计 (15)5.1主程序结构图 (15)5.2主程序流程图 (15)6 设计方案评价及使用方法 (17)7.实物制作 (18)7.1电路板焊接 (18)7.2电路板调试 (18)8.总结与致谢 (20)8.1科研实践总结 (20)附录 (21)1.绪论1.1课题研究背景及意义1课题简介抢答器是一种广泛用于企业事业单位和商业部门，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用的电子设备。
随着集成技术和计算机技术的发展，单片机作为一个分支亦于20世纪80年代以来获得了飞速的发展，各种新品不断涌现，使单片机的应用更加深入，灵活性大大增强。
应用单片机的八路抢答器系统具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
2课题设计目的此次设计以80C52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子抢答器，与数码管、蜂鸣器、键盘等构成八路抢答器，利用单片机的延时电路、上电复位电路、数码管显示、定时/中断等电路。
基于单片机的八路抢答器设计论文
论文（设计）题目：基于单片机的八路抢答器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的八路抢答器毕业设计
基于单片机的八路抢答器毕业设计一、选题背景及意义1.1 选题背景抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以被广泛应用于各种知识竞赛、智力竞赛和技能竞赛中。
抢答器的原理是通过按下按钮来触发电路，从而使得系统判断谁先按下了按钮。
由于抢答器具有响应速度快、准确性高等特点，因此在教育培训、科技竞赛等领域得到了广泛的应用。
1.2 选题意义本设计旨在通过单片机技术实现一个八路抢答器，以满足各种知识竞赛、智力竞赛和技能竞赛的需求。
该抢答器具有响应速度快、准确性高等特点，可以提高比赛的公正性和公平性，同时也可以增加比赛的趣味性和互动性。
二、设计思路及方案2.1 设计思路本设计采用基于单片机的八路抢答器方案，主要包括以下几个部分：（1）光电传感器模块：通过红外线发射管和接收管构成光电传感器，用于检测选手是否按下按钮。
（2）单片机模块：采用STC89C52单片机，负责控制整个抢答器的运行。
（3）LED显示模块：采用八个LED灯，用于显示哪个选手按下了按钮。
（4）音响提示模块：通过蜂鸣器发出声音提示哪个选手按下了按钮。
2.2 设计方案（1）硬件设计硬件设计主要包括光电传感器电路、单片机电路、LED显示电路和音响提示电路四个部分。
其中，光电传感器电路主要由红外线发射管和接收管构成；单片机电路采用STC89C52单片机，配合外部晶振、复位电路和ISP下载接口实现对整个系统的控制；LED显示电路采用常规的共阴极八段数码管，通过多工位选择来实现对不同选手的显示；音响提示电路采用蜂鸣器实现对选手按键行为的声音提示。
（2）软件设计软件设计主要包括系统初始化、中断服务程序、定时器控制程序和按键扫描程序四个部分。
其中，系统初始化主要负责对各个模块进行初始化设置；中断服务程序主要负责处理光电传感器的中断请求；定时器控制程序主要负责控制LED灯的显示和蜂鸣器的声音提示；按键扫描程序主要负责检测选手是否按下按钮，并触发相应的中断服务程序。
三、设计实现及测试3.1 设计实现本设计采用Protues仿真软件进行电路设计和调试，通过Keil C编译软件进行单片机程序编写和调试。
基于单片机的八路抢答器的设计(C语言版)
毕业论文基于单片机的8路抢答器专业院系: 信息工程系班级名称: 计算机硬件与外设****: *******: ***完成时间: 2011年12月28日湖南铁道职业技术学院信息工程系2012届毕业设计任务书专业：硬件与外设班级：硬件091 填表日期：2011年11月20日指导教师王昱煜职称讲师联系电话159****7341学生姓名周俊兵课题名称基于单片机的8路抢答器的设计课题工作内容介绍单片机的选型、引脚功能等，然后分析抢答器的设计原理，从各个硬件的总体设计到局部电路设计，分析并阐述设计思路；再进行软件的设计，从程序总体流程图到关键部分的设计思路以及中断处理，最后附上程序代码。
该论文的主要内容应包括：1、单片机芯片选择（1）单片机选择（2）模块性能分析2、硬件设计（1）总体设计（2）外部振荡电路设计（3）复位电路设计（4）显示电路设计（5）按键电路设计（6）报警电路设计3、系统软件设计（1）程序总体结构图（2）程序流程图（3）主程序（4）中断处理4、总结本论文的撰写需要先设计出产品的电路图及软件系统，然后再自己焊接组装成产品，然后根据自己的设计思路及产品焊接组装流程用文字加图片的形式在文章中展示出来。
要求指标（目标）通过毕业设计，应达到以下要求：（1）熟悉单片机的型号及各引脚功能。
（2）熟悉单片机硬件电路设计。
（3）熟练单片机C语言程序设计。
（4）用C语言实现软件系统，并在仿真环境下调试运行。
（5）熟练电子元器件的焊接。
（6）根据硬件电路图和程序代码将产品制作出来并调试。
（7）撰写符合规范的毕业设计论文，对毕业设计所做的工作表达出来。
（8）掌握团队合作开发的方法。
（9）进一步积累实际的单片机产品的开发和研究经验。
进程安排（1）第1周：落实毕业设计任务，明确工作内容，部署毕业设计各项工作。
（2）第2周：查阅与课题相关或针对性强的文献5～10篇，阅读并进行归纳、总结。
（3）第3周：根据课题要求进行资料收集、整理，并写出分析报告。
基于单片机的八路智能抢答器的设计_毕业设计
基于单片机的八路智能抢答器的设计_毕业设计华北科技学院毕业设计（论文）根据抢答器的功能，智能抢答器的设计要求如下：抢答器可以同时供8名选手或8个代表队比赛使用；主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间;具有清零和非法抢答控制功能，设置一个系统清除和抢答控制开关，并由主持人操控；当主持人启动“开始抢答按键”后，定时器进行减计时，抢答时间耗尽后禁止抢答；倒计时5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手；抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按下按键，锁存相应选手的参赛编号，并在LED数码管上显示，选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者；参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号，同时进入回答问题的时间倒计时；倒计时期间，主持人想终止倒计时，可以按下“停止”键，系统会自动进入准备状态。
本系统采用软硬件结合的方法而设计，其中硬件设计是借用单片机AT89C51为中心控制模块，采用模块化设计思想，根据系统功能划分成六个模块，分别为：核心控制模块、电源模块、时钟与复位模块、按键输入模块、显示模块、报警模块。
软件设计是采用汇编语言编程。
按键输入模块共有14个按键，分为抢答按键和控制按键。
抢答按键共有八个，分别为S1―S8，供抢答选手进行抢答使用；控制按键有六个，分别为S9―S14，其中S9和S10分别为“抢答时间调整键”和“回答时间调整键”；S11和S12分别为时间“加1”和“减1”按键；S13和S14分别为“抢答开始按键”和“停止按键”。
显示模块本系统采用四个共阳极LED数码管显示，一个数码管用来显示抢答到问题的选手的号码，两个用来显示倒计时时间，一个未使用的数码管作为以后的扩展使用。
时钟与复位模块包括时钟电路和复位电路，单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种操作的时间基准，复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。
单片机8路抢答器论文
抢答器设计目录1、绪论 (3)1.1、数字抢答器的概述 (3)1.2、设计要求及目的 (3)2、硬件电路设计 (4)2.1、总体原理图 (5)2.2、时钟频率电路的设计 (5)2.3、复位电路的设计 (6)2.4、显示电路的设计 (6)2.5、键盘扫描电路的设计 (7)2.6、发声 (7)2.7、系统复位 (8)3、系统软件设计 (9)3.1、系统方框图 (9)3.2、程序流程图 (9)3.3、程序 (11)4、焊接调试过程与问题分析。
(13)4.1 焊接 (13)4.1.1、检测各元件 (13)4.1.2、对PCB板进行排版及连线 (15)4.1.3、焊接的问题及解决 (15)4.1.4、焊接的技巧和注意事项 (16)4.2、调试 (16)4.2.1、系统的调试 (16)4.2.2、具体调试 (17)5、总结 (17)参考文献 (18)附件1：程序 (18)1、绪论1.1、数字抢答器的概述单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。
若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。
而随着技术的进步，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。
1.2、设计要求及目的（1）设计一个可供8人进行的抢答器。
（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
八路抢答器毕业论文
八路抢答器毕业论文一、引言在当今社会，抢答器已成为各种竞赛和娱乐活动中的重要设备。
通过使用抢答器，可以公平、公正、有效地确定第一位回答问题的参赛者或队员。
本毕业论文旨在设计和实现一个八路抢答器，以解决现有抢答器系统的一些问题，并提高其性能。
二、系统设计1、总体结构：本系统主要由电源模块、控制模块、抢答模块和显示模块组成。
电源模块负责提供稳定可靠的电源；控制模块负责整个系统的控制和协调；抢答模块负责检测抢答信号并传递给控制模块；显示模块负责显示抢答结果和相关信息。
2、硬件选择：本系统采用单片机作为控制核心，利用其丰富的I/O 端口和内部定时器资源来实现系统的控制和检测。
同时，选用LED显示屏作为显示设备，以直观地展示抢答结果和相关信息。
3、软件设计：本系统的软件设计采用C语言编写，主要包括初始化、控制、检测和显示等功能。
通过编写程序，实现单片机对抢答模块和显示模块的有效控制。
三、实现过程1、硬件搭建：根据系统设计，选择合适的单片机、LED显示屏、按键开关等硬件设备进行搭建。
2、软件开发：然后，利用Keil软件编写单片机程序，实现对抢答模块和显示模块的控制。
在编写过程中，需不断调试和优化程序，确保系统的稳定性和可靠性。
3、联机调试：将编写好的程序下载到单片机中，进行实际运行测试。
通过多次测试和调整，确保系统的各项功能都能正常运行。
四、结果分析通过实际测试和运行，本八路抢答器系统表现出了良好的性能。
具体优点如下：1、快速响应：本系统能够快速响应按键信号，有效避免了抢答者之间的冲突。
2、稳定性高：本系统采用了单片机作为控制核心，具有较高的稳定性和可靠性。
3、可视化界面：本系统的LED显示屏可以直观地展示抢答结果和相关信息，方便观众和裁判查看。
4、可扩展性强：本系统采用了模块化设计，方便进行功能扩展和升级。
五、结论与展望本毕业论文成功设计和实现了一个八路抢答器系统。
该系统具有快速响应、高稳定性、可视化界面和可扩展性强等优点。
基于单片机八路抢答器设计
本科生毕业论文（设计）题目: 基于单片机八路抢答器的设计姓名:学院: 理学院专业: 电子科学与技术班级: 08级（2）班学号: XXXX指导教师: 职称:2012年 3 月 16 日安徽科技学院教务处制基于单片机八路抢答器的设计摘要二十一世纪我们进入信息高速发展时代，单片机以其自身的特点，现已广泛应用于智能仪器、工业控制、家用电器等各个领域。
在抢答过程中，光靠听觉是很难判断出哪组先答题，为了体现公平公正的原则，所以设计出八路抢答器这个系统。
本系统主要是采用AT89C52单片机，具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。
它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下开始开关，即计时开始，此时数码管开始进行30秒倒计时，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以及剩余时间，同时蜂鸣器也会发出声音，以提示有人抢答本题，在规定的最后5秒时间内还没有做出抢答，蜂鸣器发出报警，提示选手尽快作答，如果30秒内无人作答则此题作废，即开始重新一轮的抢答。
关键词：抢答器；数码管；单片机AbstractIn twenty-first Century we entered the rapid development of the information age, single chip with its own characteristics, has been widely used in intelligent instruments, industrial control, household appliances and other fields. The answer in the process, light relies on hearing is very difficult to determine which group to answer the question, in order to reflect fair principle, so the design of eight way responder in the system.This system is mainly used AT89C52 MCU, has reliable performance, simple circuit, low cost. Its function is read after the title game, the host press start switch, namely, start time, the digital tube start30 seconds countdown, until one player contest, corresponding to the will in the digital tube displays the player's number and the time remaining, and a buzzer would sound, to prompted some people to answer that, in the last 5 seconds of time also made no answer, buzzer alarm, prompting players to answer as soon as possible, if30 seconds no answer this question voided, i.e. began to round responder.Key words:Responder; Digital control; Single-chip microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)第二章八路抢答器整体设计方案 (2)2.1方案设计 (2)2.2方案论证 (3)第三章系统硬件设计 (5)3.1单片机的选择与介绍 (5)3.2时钟电路与复位电路 (7)3.2.1时钟电路 (7)3.2.2复位电路 (7)3.3抢答电路 (8)3.4 显示电路 (8)3.5控制电路 (9)3.6报警系统 (10)3.7整个系统的工作原理 (10)第四章软件设计 (11)4.1定时中断模块 (11)4.2外部中断模块 (11)4.3报警模块 (12)4.4控制模块 (13)4.5主程序模块 (14)第五章系统的仿真 (16)5.1 Keil软件的仿真 (16)5.2 Proteus软件仿真 (16)5.3仿真分析 (18)第六章总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录一电路原理图 (22)附录二系统主程序 (23)第一章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。
基于AT89C51单片机八位抢答器的设计
基于AT89C51单片机八位抢答器的设计一、本文概述随着电子技术的不断发展，单片机作为微型计算机的重要分支，已广泛应用于各种智能控制系统中。
AT89C51作为一款经典的8位单片机，以其高性能、低功耗、易编程等特点，在嵌入式系统设计中占据了重要地位。
本文旨在探讨基于AT89C51单片机的八位抢答器设计，通过分析其硬件组成、软件设计以及工作原理，为相关领域的开发人员提供一种实用的设计方案。
本文首先介绍了抢答器的应用场景和基本要求，随后详细阐述了AT89C51单片机的核心特性及其在系统中的作用。
接着，文章将重点介绍抢答器的硬件电路设计，包括按键输入电路、显示电路、声音提示电路等关键模块。
在软件设计方面，文章将给出抢答器程序的主要流程，包括按键扫描、状态判断、结果显示等功能模块的实现方法。
文章还将对抢答器的性能进行测试和分析，以确保其在实际应用中的稳定性和可靠性。
通过本文的研究，读者可以深入了解基于AT89C51单片机的八位抢答器的设计过程，掌握相关电子技术和编程技巧，为未来的嵌入式系统开发打下坚实基础。
本文的研究成果也可为类似系统的设计提供有益的参考和借鉴。
二、AT89C51单片机简介AT89C51是Atmel公司生产的一款低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，它采用了Atmel公司的高密度、非易失性存储技术，并且与工业标准的8051指令集和输出管脚相兼容。
AT89C51单片机内部集成了4KB的可编程Flash闪烁存储器，这为用户提供了足够大的空间进行程序编写和存储。
它还拥有128字节的内部RAM、32个可编程的I/O口线、两个16位定时/计数器、一个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口、以及片内振荡器和时钟电路。
AT89C51单片机具有低功耗的空闲模式和掉电模式，使其在便携式产品和电池供电的应用中具有显著的优势。
其强大的功能集和灵活的编程能力使得AT89C51单片机在各种控制系统中得到了广泛的应用，包括抢答器设计、智能家居、工业自动化、医疗设备、安全系统等。
基于51单片机八路抢答器课程设计
基于51单片机八路抢答器课程设计一、引言在现代教育中，抢答器作为一种教学辅助工具经常被用于进行课堂互动和知识点检测。
本课程设计旨在基于51单片机设计一个八路抢答器，通过硬件电路和软件程序的配合，实现对答题速度的测量和抢答器的控制。
二、实验目的1.熟悉并掌握51单片机的基本原理和编程方法；2.学会使用按键、LED等外设控制电路进行实验设计；3.理解抢答器的工作原理，掌握测量答题速度的方法；4.实际动手设计并制作一个八路抢答器。
三、实验原理3.1 51单片机基本原理51单片机是一种常见的单片机，具有低功耗、低成本和强大的功能特点。
它通过内部的CPU、存储器、I/O口等组成，可以实现各种控制任务。
在本次实验中，我们将使用51单片机来控制八路抢答器的功能。
3.2 抢答器的原理八路抢答器的原理是基于51单片机和按键、LED等外设的配合实现的。
抢答器中的每个按键对应一个LED灯，当某个按键被按下时，对应的LED灯会亮起。
同时，51单片机会记录下按键按下的时间，用于测量答题速度。
抢答器的控制逻辑可以通过编程实现。
四、实验步骤4.1 硬件电路设计1.连接51单片机与按键、LED等外设，确保电路连接正确；2.按照抢答器的八路设计，为每个按键连接一个LED灯；3.确保电路的供电正常，能够正常控制LED灯的亮灭。
4.2 软件程序设计1.编写51单片机的控制程序，实现按键与LED灯的互动；2.程序中需要包括按键检测、LED亮灭控制和答题速度记录等功能；3.调试程序，确保各个功能正常运行；4.将程序下载到51单片机中，进行全面测试。
五、实验结果5.1 硬件电路测试1.针对每个按键依次按下，观察对应的LED灯是否亮起；2.测试按键按下时的按键反馈是否正常；3.检查电路连接是否稳定，无松动情况。
5.2 软件程序测试1.模拟按键按下，观察对应的LED灯是否亮起；2.检查答题速度记录功能是否正常；3.检查程序逻辑是否正确，没有出现死循环等异常情况。
基于单片机的八路抢答器设计-文献综述
文献综述11电子(1116405028) 蒋宽（苏州大学应用技术学院）1. 课题背景二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和电脑时代。
不过，这种电脑通常是指个人计算机，简称PC机。
然而，还有一类计算机大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称MCU）。
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。
我国进行单片机项目研究开发已经有二十余年历史，在此期间所进行的单片机开发项目由简单到复杂，由小型单独系统到大型综合系统。
对于单片机的应用也越来越广泛，从最开始的工程控制，到现在的航空航天、消防安全、数据采集、石油地质勘探、铁路交通运输以及自动化家电中都有单片机的应用。
随着计算机的快速发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个最为重要的一部分，因此对单片机的应用的范围也越来越宽广，特别在工程控制和仪器自动化方面起着越来越重要的作用。
在众多单片机当中，52系列凭着其众多的优点正渐渐成为主流。
抢答器又称第一信号鉴别器[1]，广泛的应用于知识竞赛和文娱活动等场合，传统的抢答器普遍使用基本的数字电路或接触器作为控制核心部件，有很多诸如可靠性差、体积大、价格昂贵、操作不方便等缺点。
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[2]。
本次设计就是利用单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生，利用单片机本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。
2. 研究目的与现状在科学技术发展如此之快的今天，社会竞争也变得越来越激烈，知识竞赛之类的活动也越来越频繁。
如此，传统的举手回答并依靠人眼来判断抢答的先后顺序已明显跟不上潮流，为此我们需要一种能够公正准确的判断出第一位抢答者的电子仪器来替代传统的方法。
早期单片机十分简单，是由三极管发光管等组成，识别选手的号码只能通过发光管的指示。
而在电子技术发展了几十年后的今天，我们已经可以采用数字集成电路或单片机来制作抢答器，并由此带来了许多新的功能。
基于8051单片机的8路抢答器学士学位论文
题目：基于8051单片机的8路抢答器
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教学单位
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年 级
专 业
指导教师
职 称
摘要
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越来越重要。本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
2.3.1抢答器的电路图…………………………………………………………3
2.3.2单元电路设计……………………………………………………………5
2.3.3定时电路设计……………………………………………………………7
2.3.4报警电路设计……………………………………………………………7
第3节 系统软件设计 …………………………………………………………9
1.2本设计任务及要求
任务：设计一个供8名选手参加八路扫描式抢答器。
1.3系统主要功能
每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，刚该选手指示灯亮，并在数码管上显示相应编号，扬声器发出音响提示。同时，电路应具备自锁功能，禁止其他选手再抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清0 为止。抢答器具有计分、显示功能。预置分数可由主持人设定，并显示在每名选手的计分牌上，选手答对加10分，答错扣10分。抢答器具有定时抢答的功能。一次抢答的时间由主持人设定，在主持人发出抢答指令后，定时器立即进行减计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响时间持续0.5s左右。选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清0为止。
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。
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目录第一章前言 (1)第二章总体方案设计与要求 (2)2. 1 设计的任务及要求 (2)2．2 设计方案论证 (2)2.2．1 控制案芯片的方案选择 (2)2.2．2 显示部分的方案选择 (3)第三章系统硬件的设计 (4)3.1时钟频率电路的设计 (4)3.2复位电路的设计 (5)3.3显示电路的设计 (5)3.4键盘扫描电路的设计 (6)3.5发声电路 (7)第四章系统软件的设计 (8)4.1软件电路设计 (8)4.2程序功能流程图 (9)第五章软硬件综合调试 (10)5.1软件仿真 (10)5.1.1 Keil uVsion2软件仿真 (11)5.1.2 Protues 7 professional软件仿真 (12)5.2 软件仿真过程说明 (13)5.3心得体会与结果 (13)总结 (15)致谢 (16)附件 (17)（1）课程设计图纸 (17)（2）元件清单 (18)（3）实物照片 (19)（4）程序清单 (20)参考文献 (30)摘要本设计是以八路抢答为基本理念。
本设计先做拉仿真，然后开始具体电路制作。
考虑到依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。
同时系统能够实现：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；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
关键词： AT89C51；抢答器；计时器；第一章前言抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。
现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
本课题利用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选手号码。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示。
系统达到要求：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；抢答限定时间和回答问题的时间为1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答；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；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
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，原始状态下抢答时间为0s，回答问题时间为0s。
新时间开始有效，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。
主持人可按键结束，新一轮抢答开始。
第二章总体方案设计与要求2. 1 设计的任务及要求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，正确按键后有音乐提示。
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、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
2．2 设计方案论证2.2．1 控制案芯片的方案选择1. 用可编程逻辑器件设计。
可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD 器件。
设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。
但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。
从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。
2. 用凌阳16位单片机设计。
凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基，方便本实验的设计。
它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。
I/O口功能也比较强大，方便使用。
用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。
这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。
成本也相对低一些。
但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高。
3. 主控芯片使用51系列AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable andErasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 芯片所以选用AT89C51。
通用性强。
2.2．2 显示部分的方案选择1. 液晶显示方式。
液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，但是在显示时，特别是使用秒表功能时扫描速度跟不上，屏幕会有明显的闪烁。
而且由于61板的存储空间有限，液晶显示就不能与语音播抱程序同时实现。
这些大大影响了电子万年历的性能。
2. 相比液晶显示，数码管虽然操作比液晶显示略显繁琐，但可视范围十分宽，而且经济实惠，也不需要复杂的驱动程序。
所以最后选择LED 数码管显示方案。
综上所述，按照系统设计功能的要求，确定硬件系统由主控制器、显示模块、键盘接口共3个模块组成，总体系统构成框图如下图所示。
图2.1 总体系统构成框图第三章系统硬件的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是在最初阶段，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。
3.1时钟频率电路的设计单片机必须在时钟的驱动下才能工作。
在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。
时钟电路如图3.1所示。
选用石英晶体振荡器。
此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。
电路中两个电容 C1，C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。
C1，C2的典型值为30PF，有选择的晶振大小决定。
单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。
其大小是时钟信号频率的倒数，常用fosc表示。
图中时钟频率为12MHz，即fosc=12MHz，则时钟周期为1/12µs。
3.2复位电路的设计单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图3.2所示。
电解电容C3、电阻R9构成复位电路。
由于单片机是高电平复位，所以单片机的9脚RESET管脚处于高电平，此时单片机处于复位状态。
当上电后，由于电容的缓慢充电，单片机的9脚电压逐步由高向低转化，经过一段时间后，单片机的9脚处于稳定的低电平状态，此时单片机上电复位完毕，系统程序从0000H开始执行。
值得注意的是，在设计当中使用到了软件复位功能，倒计时时间的记忆功能实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位，所以设定了软复位功能。
软复位实际上就是当程序执行完毕之后，将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。
3.3显示电路的设计显示功能与硬件关系极大，当硬件固定后，如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决。
在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，一种是动态显示。
其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多；动态显示的特点是显示稳定性没静态好，程序编写复杂，但是相对静态显示而言占用端口资源少。
在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。
通过查表法，将其在数码管上显示出来，其中P0口为字型码输入端，P2口低3位为字选段输入端。
在这里我们通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字，数码管显采用的是七段共阴数码管，其中A~H段分别接到单片机的P0口，由单片机输出的P0口数据来决定段码值，位选码COM1、COM3、COM4分别接到单片机的P2.0、P2.1、P2.2，由单片机来决定当前该显示的是哪一位。
在图中还有八个1K的电阻，连接在P0口上，用作P0口的上拉电阻，保证P0口没有数据输出时候处于高电平状态。
3.4键盘扫描电路的设计键盘是人与单片机打交道的主要设备。
关于键盘硬件电路的设计方法也可以在文献和书籍中找到，配合各种不同的硬件电路，这些书籍中一般也提供了相应的键盘扫描程序。
站在系统监控软件设计的立场上来看，仅仅完成键盘扫描，读取当前时刻的键盘状态是不够的，还有不少问题需要妥善解决，否则，人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。
在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。
它们各有自己的特点，其中独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不复杂，一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中；矩阵键盘与独立键盘有很大区别，首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦琐，但它在节省端口资源上有优势得多，因此它更适合于多按键电路。
其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺”现象。
这里采用最常用的方法，即延时重复扫描法，延时法的原理为：因为“毛刺”脉冲一般持续时间短，约为几ms，而我们按键的时间一般远远大于这个时间,所以当单片机检测到有按键动静后再延时一段时间(这里我们取10ms)后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键，否则无效。
采用了独立键盘的方式，本设计中有8个抢答按键输入，一个开始按键、一个结束按键，此外还有抢答时间调整键、回答时间调整键，加一按键、减一按键各一个。
如图3.3所示。
3.5发声电路我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使喇叭发出不同的声音。
设计如图3.4所示。
图中单片机的14脚输出具有复合功能，此处用到了单片机17脚的IO端口功能，单片机通过内部定时器的操作实现交替变换的波形输出驱动扬声器发声。