多路抢答器的课程设计

多路抢答器课程设计报告

专业：电子信息工程

课程：多路抢答器设计

学生姓名学号：201312700053方秋实

201312700107李炳均

201312700103吴桐光

201312700102钟燏

201312700078孔健

2016年 6月

多路抢答器设计

摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已应用于工业、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。

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

本设计是以四路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用STC89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的单线程无线循环的原理，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，并且给出指令的提示。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20S设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确回答后，主持人按下加分按键，基本分是选手分数加10分，选手答错扣10分；回答问题时间倒记时显示，倒计时完后系统自动跳回时钟模式。

关键词:STC89C52；单片机；数码管；抢答器；智能

1 引言

目前各种各样的竞赛越来越多,无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，其中用到抢答器的概率非常大。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。因此设计一款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。针对以上情况,本课程设计出以STC89C52单片机为核心的多路抢答器。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,最后通过数码管显示相应的路数和答题时间以及各项命令等，使竞赛真正达到公正、公开、公平。

2 设计任务与要求概述

2.1 题目

多路路比赛抢答器

2.2 设计任务

利用8052单片机，制作一个有4个按键的比赛抢答器，可供5名选手比赛的抢答，每组设置一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，主持人设置控制开关，用来控制系统的复位，在有人按键时进行对应选手显示。

2.3 设计要求

1 完成系统的硬件电路设计与软件设计；

2 采用汇编或C语言编程；

3 采用KeilC等软件实现系统的软件部分；

4 论文要求思路清晰，结构合理，语言流畅，书写格式符合要求。

2.4 设计目的

1 综合运用相关课程中所学的理论知识去完成这一设计课题。

2 通过查阅手册和相关文献资料，培养自己独立分析和解决问题的能力。

3 进一步熟悉单片机和常用接口电路，加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解。

4 学会电路的设计与程序的调试。

5 学会撰写课程设计论文。

6 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

3 方案总体设计

3.1 方案

3.1.1 控制芯片

我们采用51系列单片机STC89C52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。单片机技术比较成熟，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。

STC89C52单片机特点如下：a、可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。b、控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。

3.1.2 显示方式

在实现基本功能时，我们采用了八位数码管显示，后两位显示倒计时时间，第一位默认为00，第三位置选手的分数，在此基础上还在程序里加了更改抢答时间和倒计时时间的模块，也可通过数码管显示，成为一个比较完整的系统。

后来在实现拓展功能时，我加入DS1302时钟模块，不使用抢答功能的时候可以用作一个时钟（可调），另外八个数码管能够显示出选手的得分情况，答题所用的时间，能清楚地看到比赛进行的整个过程。

3.1.3流程框图

流程框图

4 硬件电路设计

4.1 抢答器的工作原理

在系统正常运行的状态下，正常为一个实时时钟，本系统有两种模式，一种是抢答模式，另一种为校时模式，当按键按下，系统判定工作模式之后，分别

进入不同的工作状态，然后在各自状态下，扫描抢答键的状态，判断是哪个选手按下的，以此来实现抢答功能。

4.2 单元电路设计

4.2.1 抢答器电路

该电路有八个按钮分别接于P1.0~P1.7可实现两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时数码管显示显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。如有再次抢答需等待20S倒计时结束重置,“清除”然后再进行下一次抢答。如图4.1

图4.1 抢答器按键电路

4.2.3复位按键输入电路的设计

复位是计算机的一个重要工作状态。开始和复位键分别接于P3.0和P3.1口，在单片机工作时，接电之前，断电后也要复位。在抢答器中复位则为恢复初始状态，在抢答之前要按下抢答模式按键。按了复位键，将返回时钟模式。如图4.3

图4.3复位电路