单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计
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。
单片机八路抢答器课程设计
单片机八路抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理,理解并运用I/O口进行输入输出控制。
2. 使学生了解抢答器的功能和工作原理,掌握其设计与实现方法。
3. 帮助学生掌握定时器/计数器的使用,以及在中断处理中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计并实现单片机八路抢答器的实际操作能力。
2. 培养学生分析问题和解决问题的能力,提高编程和调试单片机系统的技能。
3. 培养学生的团队协作能力,提高沟通与表达技巧。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子制作的兴趣,激发创新意识。
2. 培养学生具有实践操作中的安全意识,养成良好的实验习惯。
3. 培养学生面对挑战,勇于尝试,不断调整和优化设计方案的态度。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识,以实际操作为核心。
学生特点:学生已具备一定的单片机基础知识和编程能力,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:教师需引导学生主动探索,鼓励学生提出问题、解决问题,关注学生在实践中的个性化发展。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 单片机基础原理回顾:I/O口控制原理,中断系统原理。
- 定时器/计数器原理及其在抢答器中的应用。
- 抢答器工作原理及设计要求。
2. 实践操作:- 单片机硬件连接及电路设计。
- 编写抢答器程序,实现基本功能。
- 调试与优化:程序调试,硬件测试,故障排查。
3. 教学大纲:- 第一周:回顾单片机基础知识,讲解抢答器工作原理。
- 第二周:学习定时器/计数器应用,设计单片机I/O口控制电路。
- 第三周:分组讨论设计方案,编写程序,搭建硬件电路。
- 第四周:调试与优化,展示成果,总结经验。
4. 教材关联:- 理论知识:教材第3章单片机原理,第4章中断与定时器。
- 实践操作:教材第5章单片机接口技术,第6章单片机应用实例。
教学内容安排和进度根据课程目标和学生的学习情况调整,确保学生能够逐步掌握单片机八路抢答器的设计与实现。
8位竞赛抢答器课程设计
目录1. 原理分析(by 张潇) (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择(by 张潇) (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真(by 王倩) (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制(by 朱文广) (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试(by 朱文广) (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结(by 王倩) (10)附录1:电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心,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。
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。
抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间可由主持人设定。
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。
1.2 性能指标电源电压:直流5V±10%选手组数:2-8组初始抢答倒计时:20s初始回答倒计时:30s倒计时范围:1-99s可设倒计时提示时间:最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示,其工作原理为:接通电源后,主持人未按下开始抢答,抢答器处于禁止状态,数码管显示“----”;主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键,抢答倒计时开始计时,扬声器给出声响提示。
选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
基于单片机八路抢答器设计
第一章系统方案与论证1.1 根本要求〔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 系统根本构造框图1-1 根本系统构造框图系统工作流程: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。
当主持人按下开场按钮后,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。
当抢答的选手答复完毕或读秒归零后,主持人按一下开场按钮,电路即可恢复到开场抢答,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,制作本钱高,故不取。
对实际问题进展分析,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〕。
再对抢答信号进展深入研究,发现:〔1〕人对抢答信号的反响在毫秒级是很不灵敏的,人的反响速度是在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。
能做出答复决定的人也只在40%左右,坚决做出答复决定的占20%左右。
根据系统满容量算20*20%=4,只有4个左右的人数进入0.2—0.8s反响比赛中。
〔3〕按键反响速度也是有差异的,大概在20ms左右。
根据以上三点分析,可以定性的得出抢答信号在一定的时间区间内具有随机分时的特性。
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。
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。
东北石油大学-单片机课程设计-8位竞赛抢答器
目录第1章绪论 (2)1.1 设计目的 (2)1.2 设计原理 (2)1.3 设计方案 (2)第2章系统结构及主要元器件 (2)2.1 系统结构 (2)2.2 主要元器件 (2)第3章硬件设计 (4)3.1 时钟及复位电路 (4)3.2 选手抢答电路 (4)3.3 显示电路 (5)3.4 开始、复位及蜂鸣器电路 (5)3.5 硬件总图 (6)第4章软件设计 (7)4.1 程序设计总流程 (7)4.2 中断服务子程序流程 (8)4.3 蜂鸣器报警程序流程 (8)第5章系统仿真及调试 (9)5.1 利用Keil软件进行程序调试 (9)5.2 利用Proteus进行系统仿真 (9)结论 (11)参考文献 (12)附录 (13)第1章绪论1.1 设计目的抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种竞赛场合。
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。
作为一个普通企业,每年使用的次数极少,往往因长期存放使抢答器的电子器件损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,故一个好的抢答器应具有价格低廉,体积较小,易于操作等特点。
为满足上述要求设计了本抢答器。
1.2 设计原理通过键盘改变抢答的时间,原理与闹钟时间的设定相同,将定时时间的变量置为全局变量后,通过键盘扫描程序使每按下一次按键,时间加1(超过30时置0)。
同时单片机不断进行按键扫描,当参赛选手的按键按下时,用于产生时钟信号的定时计数器停止计数,同时将选手编号(按键号)和抢答时间分别显示在LED上。
1.3 设计方案抢答器可同时供8名选手比赛。
设置一个抢答控制开关S,开关由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能并能定时抢答,一次抢答的时间由主持人设定。
当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器响一下,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。
单片机8路抢答器课程设计
单片机8路抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理和功能,理解8路抢答器的电路构成及其工作原理;2. 使学生掌握8路抢答器程序设计的基本方法,包括程序流程图绘制、程序代码编写等;3. 帮助学生理解数字电路基础知识,以及与单片机接口的原理。
技能目标:1. 培养学生运用单片机进行电子电路设计和程序开发的能力;2. 培养学生动手实践、团队协作的能力,能独立完成8路抢答器的搭建和调试;3. 提高学生分析问题和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术和编程的兴趣,培养其创新精神和实践能力;2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯,使其在课程学习过程中体验团队合作的重要性;3. 引导学生关注科技发展,认识到单片机技术在实际应用中的价值,提高学生的社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,旨在培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点:学生已具备一定的电子技术基础和编程能力,具有较强的学习兴趣和探索精神。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,以学生为主体,引导学生主动参与、积极思考、合作交流,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。
通过课程学习,使学生达到预定的学习成果,为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识:a. 单片机原理与功能:引导学生复习并巩固单片机的基本原理,介绍51单片机结构、工作原理及特性;b. 8路抢答器电路设计:讲解8路抢答器的电路构成、工作原理及各部分功能;c. 程序设计方法:介绍程序流程图的绘制方法,讲解C语言编程基础及其在单片机编程中的应用。
2. 实践操作:a. 8路抢答器硬件搭建:指导学生按照电路图完成8路抢答器的硬件搭建;b. 程序编写与调试:教授学生编写8路抢答器程序,并进行调试;c. 系统测试与优化:引导学生对搭建好的8路抢答器进行测试,发现问题并进行优化。
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。
单片机八路抢答器课程设计
一课程设计的目的和要求 (2)二AT89C51简介 (2)三总体设计 (6)四硬件电路设计 (7)五软件设计 (10)六编写程序 (11)七仿真调试 (12)八总结 (12)九参考文献 (13)附录原理及电路总框图.......................... .14一、课程设计的目的和要求单片机原理及应用课程设计是学生综合运用所学知识,全面掌握单片微型计算机及其接口的工作原理、编程和使用方法的重要实践环节。
通过独立或协作提出并论证设计方案,进行软、硬件调试,最后获得正确的运行结果,可以加深和巩固对理论教学和实验教学内容的掌握,进一步建立计算机应用系统整体概念,初步掌握单片机软、硬件开发方法。
根据单片机原理及应用课程的要求,主要进行两个方面的设计,即单片机最小系统和存储器扩展设计、接口技术应用设计。
其中,单片机最小系统主要要求学生熟悉单片机的内部结构和引脚功能、引脚的使用、复位电路、时钟电路、4个并行接口和一个串行接口的实际应用,从而可构成最小应用系统,并编程进行简单使用。
存储器扩展设计要求学生掌握常用半导体芯片与单片机的接口,如EPROM 存储器用作外部程序存储器时与单片机的连接关系,SRAM存储器用作外部数据存储器时与单片机的连接关系,E2PROM存储器用作外部程序/数据存储器时与单片机的连接关系。
能合理分配和使用单片机的内部和外部存储器,编程实现正常的读写功能。
设计目的在进行智力竞赛时,为了具有一种反应准确显示方便的抢答装置,下面设计了一种带有定时功能的多路抢答器。
设计任务与要求:1、八路抢答,各用一个抢答按钮;2、设置一个控制开关,该开关由主持人控制;3、具有数据锁存和显示功能,抢答开始后若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止;4、当主持人按下“开始”按钮,抢答开始。
5、当某一路抢答成功时,在数码管上显示成功信息和该路的号数;二、AT89C51简介AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C51单片机(图3-1)可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
八位竞赛抢答器课程设计
目录摘要 (2)1 设计意义及要求 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计要求 (3)2 方案设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.1.1 模块化设计框架图 (4)2.1.2 各个模块的实现 (4)2.1.3 关于实现功能拓展的设计思路 (5)2.2 总体功能框图 (5)2.3元器件清单 (6)3 硬件设计 (7)3.1 元器件及其作用 (7)3.2原理图设计 (8)4软件设计 (9)4.1软件设计思路 (9)4.2 C语言源程序 (10)5 软件仿真调试 (20)6 总结 (21)7 参考文献 (22)摘要数字技术作为当今世界上发展最快的一门科学,已被广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、通信等各个领域。
例如,在生活中,很多关于智力竞赛的电视节目的抢答环节就很好的应用了数字技术。
关于竞赛抢答器的设计,最重要的是完成当参赛选手们可以开始抢答后,每次只可能有一个人抢答成功这一功能。
本实验设计中,以八位竞赛抢答器为例,从设计思路、方案的选择与论证、设计基本原理以及仿真结果等系统的介绍这种抢答器实现相应功能的全部过程,并会在实现基本功能的基础上实现部分的拓展功能。
关键字:单片机、抢答器、89C51、C语言八路竞赛抢答器设计1 设计意义及要求1.1 设计意义在很多关于智力竞赛的电视节目上,经常会出现抢答环节,参赛选手们在得到主持人发出的特定口令之后,都会争先恐后地按下抢答器,但每次抢答环节只有可能产生一位抢答成功的选手,同时可以断定这位参赛选手肯定是反应最快按下抢答器的。
设计一个功能类似的八位抢答器不仅能够让大家进一步了解这种抢答器的工作原理,而且还能在功能上提出一些好的想法和思想,甚至可以实现部分新的功能,如果人们不断的进行具有创新性的设计实验,也许过不久那些竞赛类的电视的抢答模式就会发生一定的改变和创新,从而增加了节目的观赏性,进一步丰富大家的娱乐生活。
1.2 设计要求1.以单片机为核心,设计一个八位竞赛抢答器:同时供八位选手或八个代表队比赛,分别用8个按钮(1号-8号)表示。
单片机课程设计--8位智能抢答器
摘要本次课程设计是采用7端数码管显示结果,以AT89C51单片机为核心,由八个抢答按钮,两个锁存器,开始按钮,复位按钮组成。
八位智能定时抢答器可靠性高,反应速度灵敏,抢答器具有PC接口,可以对系统进行初始化、工作方式、显示时间的集中设置,使用人机界面操作,使操作简单易行。
单片机应用的重要意义在于从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法,以前必须由模拟电路或数字电路实现大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
1目录一、课程设计目的: (3)二、课程设计内容: (3)三、硬件设计: (3)3.1、硬件总原理图(见附录1) (3)3.2、主要硬件介绍 (4)3.2.1 AT89C51简介 (4)3.2.2 74HC573简介 (10)3.2.3 LED数码管简介 (11)四、软件设计、 (13)4.1主程序流程图 (13)4.2 定时器T0\T1中断服务处理 (13)4.3 抢答处理设计 (14)4.4键盘扫描程序流程图 (15)4.5 抢答数码显示软件程序设计 (17)4.6软件程序(见附录2) (18)五、设计总结: (18)参考文献: (19)附录1 (20)附录2 (21)2单片机原理及接口技术课程设计(8位智能定时抢答器)一、课程设计目的:1、熟悉单片机仿真软件Proteus,单片机开发环境Keil的应用;2、增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解;3、使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
二、课程设计内容:此倒计时抢答器可容纳8组参赛的数字式抢答器,它们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,首先按下电源开关,指示灯亮,再按下启动按钮SB1,抢答器可以进行20秒倒计时,选手必须在20秒之内进行抢答,八个选手,谁先按下自己手中的按钮,LED显示器SM就会显示相对应的选手号码,如果20秒还没有人抢答,那么抢答器自锁,本次抢答无效,按下复位按钮S10后可继续抢答。
基于单片机的8路抢答器的设计
基于单片机的八路抢答器设计方案第一章抢答器设计功能分析1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生, 它是用于很多竞赛场合, 真正实现先抢先答, 让最先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 设计任务与要求1.基本要求:给主持人设置一个开关, 用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答器的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答器按钮, 编号立即锁存, 并在LED数码上显示选手的编号, 同时扬声器给出音响提示。
此外, 要封锁输入电路, 禁止其他选手抢答。
1.发挥部分:2.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。
3.参加选手在设定的时间内抢答, 抢答有效, 定时器停止工作, 显示器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。
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。
选手如果在主持人按开始键之前违规抢答, 系统报警, LED显示违规选手号码和FF, 直到主持人按下停止键。
第二章抢答器方案论证抢答器的实现方式有种多样, 通过纯电子器件搭建电路实现, 如优先编码器, 锁存器, 555定时器译码器等, 纯电子器件实现没有软件参与, 调试简单, 但是它不易于扩展和修改, 而且电路结构复杂, 调试困难电子, 电子器件管脚很多, 实际搭建起来费时费力, 焊接很容易出错。
于是, 我想到了用单片机实现。
单片机体积小价格低, 应用方便, 稳定可靠。
单片机将很多任务交给了软件编程去实现, 大大简化了外围硬件电路, 使外围电路的实现简单方便。
单片机课程设计 八位竞赛抢答器的设计
《单片机》课程设计报告题目:八位竞赛抢答器的设计目录第1章目的 (3)1.1八位竞赛抢答器的概述 (3)1.2系统主要功能 (3)第2章系统硬件设计 (3)2.1芯片的选择及工作原理 (3)2.3系统的硬件构成及功能 (4)2.3.1 抢答器的电路框图 (4)2.3.2 抢答器的电路图 (5)2.3.3 总体流程图 (6)第3章系统软件设计 (6)3.1系统主程序设计 (6)3.2抢答器的源程序 (7)第4章调式 (7)4.1主要技术参数 (7)4.2抢答器使用说明 (7)4.3常见故障 (8)附件: (8)小结 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献. (18)第1章目的1.1八位竞赛抢答器的概述本试验涉及的是八路数显抢答器,它具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点。
该电路由直流稳压电源、抢答器、超时报警与电子计分四部分组成。
抢答器由8个发射器和1个接收器组成,可用于8组或8组以下的竞赛中:将参赛组按顺序排号1~8,每组发给对应的一个发射器。
将接收器放于各组中央或前方。
当启动键按下后,抢答开始。
当其中一个发射器被按下后,接收器就立即显示该组的组号锁定。
之后按下任何一路抢答键均不起反映。
当再次按动启动键后,进行下一轮抢答。
1.2系统主要功能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。
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,抢答开始后,某抢答按钮被按下,电路具备自锁功能将信号锁定,禁止其他选手再抢答,优先抢答选手信息一直保持到启动键再次被按下,将系统清0 为止。
同时,对应该选手的指示灯亮,并在数码管上显示该选手编号,且扬声器发出音响提示。
第2章系统硬件设计2.1芯片的选择及工作原理本设计使用到的元器件包括:8051芯片(功能强大,操作简单,所用到的外围器件较少)、数码LED显示器、七段LED数码管的译码。
单片机课程设计:八位竞赛抢答器
单片机课程设计:八位竞赛抢答器学号:2013 - 2014学年第2学期《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年月日铜陵学院课程设计铜陵学院课程设计铜陵学院课程设计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;报警铜陵学院课程设计目录第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)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)铜陵学院课程设计第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(P3.0),扬声器响声提示,数码管30秒倒计时抢答,扬声器响声提示并该组LED 灯亮,30秒内有人抢答则开始60秒倒计时(60秒内必须回答完问题),最后五秒倒计时警报。
基于c语言单片机8位竞赛抢答器设计课程设计
课程设计报告课程名称:单片机课程设计报告题目:8位竞赛抢答器的设计学生姓名:所在学院:信息科学与工程学院专业班级:学生学号:指导教师:2013 年12月25日课程设计任务书摘要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。
本设计是以八路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能,利用AT89C52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1-30s设定;可以显示是哪位选手有效抢答,正确按键后有5s的音乐提示(即扬声器发出响声);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:89c52;电路;显示;按键目录一、概述 (1)二、方案设计 (1)三、硬件电路设计 (2)1、抢答器的电路框图 (2)2、单元电路………………………………………………………………………………32.1、抢答器电路………………………………………………………………………32.2、时序控制电路……………………………………………………………………32.3、复位电路…………………………………………………………………………33、时钟震荡电路………………………………………………………………34、报警电路 (3)四、软件设计 (4)1、系统主程序 (4)2、系统程序 (5)五、结论与心得.................................................................................10六、参考文献 (10)一、概述本实验电路由抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路、报警电路组成。
课程设计---八路智力竞赛抢答器的设计
摘要抢答器是一种常见的电子产品,尤其是在各类智力竞猜中,为了实现选手的公平性,性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。
这里通过两种设计方案的对比,最终选定了用单片机实现抢答器电路。
由于单片机具有可编程定时器和中断设备,便于实现编程和时间的精确控制。
所用方案电路结构简单,易于实现,它用4个七段数码管来显示,且具有简单精准的报警电路。
所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性,主持人可以根据题目难易进行时间设定,这样进一步保证了公平性。
由于它具有成本低廉,结构简单,且性能优良的诸多优点,必定会得到广泛的应用。
关键词:抢答器,单片机,七段数码管,时间设定目录一方案的概述 (1)1.1 设计内容及要求 (1)1.1.1 设计内容 (1)1.1.2 设计要求 (1)1.2 设计方框图 (2)1.3 抢答器的程序流程 (3)二抢答器单元设计及其说明 (8)2.1主要芯片的介绍 (8)2.2程序流程图 (10)2.3 MAX7219 (12)2.3.1 MAX7219引脚说明 (12)2.3.2 基本的工作方法 (13)2.3.3 MAX7219初始化 (14)2.3.4 部分程序功能介绍 (14)2.4LCD简介 (16)2.4.1LCD和LED的区别 (16)2.4.3显示电路设计和LCD的引脚功能说明 (17)2.4.4液晶显示模块 (18)三抢答器电路原图及仿真 (20)3.1抢答器原理图 (20)3.2仿真软件介绍 (21)3.3仿真测试效果 (22)设计小结............................................ 错误!未定义书签。
参考文献............................................ 错误!未定义书签。
附录一.............................................. 错误!未定义书签。
附录二.............................................. 错误!未定义书签。
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单片机原理及接口技术课程设计八位竞赛抢答器的设计姓名:学号:指导教师:院系(部所):机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化完成日期:2012年12月20日摘要随着单子技术的飞速发展,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呢个,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,正常工作时为绿灯,报警或抢答等违规信号时则出现红灯。
关键词:AT89C51;抢答器;计数器目录1概述 (1)2 抢答器的硬件系统设计 (3)2.1 系统整体方案设计 (3)2.2 系统硬件组成 (3)3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5)3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5)3.1.1 电源电路 (5)3.1.2 时钟电路 (6)3.1.3 复位电路 (7)3.2 主流程图 (8)4 模块的设计与实现 (9)4.1 抢答电路的设计 (9)4.2 锁存器74HC573 (9)4.3 主持人控制电路与扬声器的设计....................... 错误!未定义书签。
4.4 显示电路的设计..................................... 错误!未定义书签。
5 软件的设计 (12)5.1语言选择 (12)5.2软件总体设计 (12)总结 (13)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (17)1概述数字技术是当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从20世纪60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI,LSI)及超大规模集成电(VLSI)。
相应地,数字逻辑电路的设计方法在不断的演变和发展,由原来单一的硬件逻辑设计发展成三个分支,即硬件逻辑设计(中、小规模集成器件)、软件逻辑设计(软件组装的LSI和VSI,如微处理器、单片机等)及兼有二者优点的专用集成电路(ASIC)设计。
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。
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。
针对以上情况,本文设计出以AT89C51单片机为核心的八路抢答器。
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及微妙,也可分辨出是哪组优先按下的按键。
抢答器主要用于选手做抢答题时,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。
传统普通抢答器主要存在一下缺陷:1.在一次抢答过程中,当出现超前违规抢答时,只能处理违规抢答信号,而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理,因而使该次抢答过程变成无效。
2.当有多个违规抢答时,普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个,或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。
对于或者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。
各路抢答信号的“竞争”能力也被固定,因而本质上也有优先权。
普通抢答器存在不公平性。
3.当有多个违规抢答时,普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。
2 抢答器的硬件系统设计2.1 系统整体方案设计●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。
●设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
●抢答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。
●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)。
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0.5秒左右。
●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。
2.2 系统硬件组成抢答器同时提供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S1-S8表示。
设置一个系统清除和抢答控制按钮,该按钮由主持人控制,抢答器具有所存与显示功能呢个。
其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到“清除”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置“开始”状态,宣布开始抢答器工作。
定时器倒计时,扬声器给出声响提示。
选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
其框图如图 2.1所示:图2.1 系统框图3主流程图一个硬件系统的设计都伴随着软件的设计,本设计具有倒计时功能。
首先设置其倒计时时间,在主持人没按键时,显示器显示时间为00,号数为0。
当主持人按键开始后,时间开始倒计时,同时八位选手开始抢答,如果哪位选手抢答到后,显示器上将显示这位选手的号数,如果在倒计时完成后都没人抢答,则重新开始,如果有选手抢答到,则灯亮扬声器响并回答问题。
如图3.6所示:图3.6主流程图4 软件的设计5.1语言选择在目前单片机的发展中,其编程语言主要有C语言和汇编语言。
C语言是高级语言,编写起来比较简单易维护,汇编语言介于机器语言和高级语言之间,更接近于硬件,但编写起来比较冗长。
但介于本次程序不是太复杂,所以我们这一组选择的程序采用汇编语言来编写。
5.2软件总体设计本程序采用子程序设计,在主程序中调用子程序来完成特定的功能,这样程序会通俗易懂,同时也有利于程序的调试和修改。
本程序的程序流程如下:图5.1程序流程图总结现在开展的竞赛抢答活动越来越多,而在大多数比赛当中都是采用抢答器进行抢答的。
虽然市面上的抢答器功能较为齐全,但价钱也相对较贵,在一些小型的比赛当中难以普及。
本组设计的思路是使用AT89C51单片机来对信号进行锁存、显示等功能。
在比赛当中有按键被按下,在程序的控制下就可以判断是那个按键被按下,并对该按键进行锁定,同时输出到数码管中,显示出是那一位选手抢答成功。
当完成了一次抢答的时候,主持人可以通过控制键对上一次的抢答结果进行清零使程序回到初始状态并同时开始下一轮的抢答。
此抢答器电路设计原理简单、功耗低、稳定性好、反应速度快和安装方便。
由于实现此抢答器所需的硬件只是一块AT89C51芯片、数码管和按键等,所以成本比较低,适用于许多场合。
在这一次的课程设计中,我们选择的课题以51单片机为基础。
通过复习相关知识,查阅有关资料,并利用所学知识学习新的知识,根据所掌握的知识选择设计方案和所需器件。
通过本次设计,提高了我们对以往知识的认证度,也提高了用旧的知识和已有的学习能力学习新知识的能力。
与原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识,遇到不懂的地方能够进行小组讨论或者是向老师寻求帮助并指点,这可以说是学习方法上的一个很大的突破。
例如,在设计过程中,我们一开始对AT89C51芯片不是很了解,在原有8051单片机的基础上学会了89C51的编程以及其外围电路的设计和连接。
通过此次设计熟悉了该协议,并了解了该协议的编程原理,掌握了该芯片的读写原理。
还有就是对 PROTEL软件的第一次认识与学习,它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构,是电子设计者的好助手。
此外,该设计还用到了电路设计中常用的LED八段数码管显示电路,其中使用了静态显示,在学习新的静态显示时,也让我们复习了动态显示的相关知识。
总之,通过这次设计我们大家受益良多。
此外,在设计中,我们拟出了不同的方案进行对比,最后选择了单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低的AT89C51作为系统控制器的CPU方案。
在程序的编写过程中,根据设计的要求和自己所要增加的功能写出了程序流程图,在此基础上,根据单片的指令系统和芯片的功能写出了相应的程序,然后在进行程序调试和修改,使得能够实现所要求的功能。
总之,只要能做到以上几点,我们就能达到既能完成课程设计,又能锻炼自己能力的目的了。
因此,我们的设计不仅仅是一个重新学习的过程,而且也是我们动手和动脑能力的培养。
另外在设计中通过与王许老师以及小组同学的沟通,学会了团队合作。
在此,要感谢学校给于我们这次设计的机会,同时也感王许老师不懈的讲解,感谢同学的帮忙,这一切都为以后参与社会竞赛奠定了基础。
参考文献[1] 张伟.《单片机原理及应用》,机械工业出版社,2005[2] 张鑫.《单片机原理及应用》,电子工业出版社,2005[3] 曹国清.《数学电路与逻辑设计》中国矿业大学出版社,2004[4] 任致程.《经典集成电路400例》机械工业出版社,2002[5] 薛栋梁.《单片机原理及应用》,中国水利水电出版社,2001[6] 吴金戎,沈庆阳等.《8051单片机实践与应用》,清华大学出版社,2001[7] 童诗白.《模拟电子技术基》础.第三版,北京:高等教育出版社,2000[8] 薛钧义,张彦斌.《凌阳十六位单片机原理及应用》.北京:航空航天大学出版社,2004. 3-147.[9] 阎石.《数字电子技术》[M].北京:高等教育出版社,1998[10] Self contained air operated pivoting sign device for vehicle November, 1992 Leis 212/275[11] 何希才. 《传感器技术与应用》[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2005。