基于单片机的抢答器

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基于单片机8路抢答器的设计与实现

基于单片机8路抢答器的设计与实现

基于单片机8路抢答器的设计与实现引言:抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备,它可以实现多个参与者同时抢答,实时显示最先抢答者的编号。

本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。

一、设计方案:1.硬件设计:本设计采用单片机作为主控制器,使用LED显示器显示抢答编号。

按键用于选择参与抢答的编号。

____________________+------------------,P1.0,,P1.1,,P1.2,,P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------,P1.4,,P1.5,,P1.6,,P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计:本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。

(1)中断:使用外部中断响应红外传感器的触发信号,并处理中断程序。

(2)定时器:使用定时器来实现LED显示的时序控制,以达到流畅的显示效果。

(3)按键扫描:定时扫描按键,当一些按键按下时,触发相应的抢答编号。

(4)显示控制:根据抢答编号,通过对LED显示器的控制,实现编号的显示。

二、实现步骤:1.硬件部分的实现:(1)按照上述连接图的方式,将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。

(2)编写硬件程序,对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。

2.软件部分的实现:(1)编写中断服务函数,用于响应红外传感器的触发信号,并完成相应的中断处理。

(2)编写定时器中断服务函数,用于控制LED显示的时序。

(3)编写按键扫描函数,用于检测按键是否按下,并触发相应的抢答编号。

基于单片机8路抢答器的设计与实现

基于单片机8路抢答器的设计与实现

基于单片机8路抢答器的设计与实现基于单片机的8路抢答器是一种常见的电子竞赛设备,用于测验、培训或竞赛等活动中进行抢答的过程。

它能够为多个参与者提供公平竞争机会,并通过显示屏和声音提示来呈现结果。

下面是一个基于单片机的8路抢答器的设计与实现的参考内容。

一、硬件设计:1. 微控制器选择:可以选择一款适合的单片机作为抢答器的主控芯片,常见的选择有STC89C52、AT89C52、PIC16F877A 等。

2. 输入部分设计:为每个参与者设置一个按钮,用于抢答。

可以使用电子按键、触摸按钮等。

3. 显示部分设计:可以选择LCD液晶显示屏或数码管进行显示,显示参与者的编号或抢答进度等信息。

4. 声音提示设计:可以使用蜂鸣器或扬声器作为声音提示装置,用于鸣笛提示抢答结果。

5. 电源部分设计:选择合适的电源模块,如直流电源模块或电池供电。

二、软件设计:1. 系统初始化:设置IO口的输入输出状态,初始化LCD显示屏,配置中断等。

2. 抢答逻辑:设置抢答模式,设定抢答者数量,记录抢答时间,并根据抢答顺序进行显示和提示。

3. 显示与提示:根据抢答结果,将结果显示在LCD屏幕上,并通过声音提示器进行声音提示。

4. 延时与计时:设置合适的延时函数和计时器用于计算抢答的时间长度。

5. 节拍控制:设置一个节拍控制函数,用于判断抢答按钮的按下时间是否在某一节拍内,以增加抢答的公平性。

6. 按键检测与处理:使用中断或轮询方式对抢答器上的按键进行检测和处理,并根据按键的触发来执行相应的命令。

三、实现步骤:1. 硬件搭建:按照上述设计,完成抢答器的硬件搭建,包括连接单片机与按钮、显示屏和声音提示器等。

2. 程序编写:根据所选的单片机型号,使用对应的编程软件,编写相应的程序。

3. 调试与测试:将编写好的程序下载到单片机中,通过串口或者编程器与单片机进行连接,进行调试与测试。

4. 优化与改进:根据实际使用情况,进行程序的优化和改进,以提高系统的稳定性和可靠性。

基于51单片机智能抢答器的设计

基于51单片机智能抢答器的设计

基于51单片机智能抢答器的设计
51单片机智能抢答器是一种基于51单片机的电子设备,用于抢答竞赛或教育活动中,能够实现自动抢答、计分和显示等功能。

本文将介绍基于51单片机智能抢答器的设计原理、硬件结构和软件实现。

基于51单片机智能抢答器的设计原理是通过轮询按钮的状态来判断参赛者是否按下按钮进行抢答,然后根据抢答的顺序进行计分和显示。

其硬件结构包括51单片机、按钮、显示屏和蜂鸣器等组件。

具体来说,按钮用于参赛者按下进行抢答,采用并口方式连接到51单片机的IO口。

当有参赛者按下按钮时,会通过IO口向单片机发送一个高电平信号。

显示屏用于显示抢答的顺序和当前得分,可以使用数码管或液晶显示屏。

蜂鸣器用于发出抢答成功或错误的提
示音。

在软件实现方面,需要编程实现如下功能:使用中断来检测按钮的按下状态,并记录
抢答的时间顺序;根据抢答的顺序,对参赛者进行计分;通过显示屏和蜂鸣器进行抢答结
果的显示和提示。

在编程方面,可以使用C语言来编写程序。

需要配置IO口为输入和输出模式,并设置中断函数,以实现对按钮状态的检测和记录。

然后,通过数组或链表来保存参赛者的抢答
顺序,并根据顺序对参赛者进行计分。

根据计分结果,将数据通过数码管或液晶显示屏进
行显示,并通过蜂鸣器进行相应的提示音。

基于51单片机的智能抢答器可以实现自动抢答、计分和显示等功能,可以广泛应用于抢答竞赛和教育活动中,提高活动的趣味性和教学效果。

该设计也可以作为学习51单片机的实践项目,对于提高学生的编程能力和电子设计能力有一定的帮助。

基于单片机八路抢答器设计

基于单片机八路抢答器设计

基于单片机八路抢答器设计设计基于单片机的八路抢答器,需要考虑以下几个方面:硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程。

硬件设计:1.单片机选择:可以选择一款具有较多IO引脚和较强处理能力的单片机,如STC89C51、这款单片机具有40个IO口,并且内部集成了PWM、ADC等模块,适合本次设计。

2.触发器设计:使用8个按钮作为触发器,每个按钮与一个IO口连接。

当有用户按下按钮时,会通过IO口向单片机发送一个高电平信号。

3.显示模块设计:可以使用LED灯作为显示模块,用于显示抢答的结果。

每个参与者对应一个LED灯,抢答成功的参与者对应的LED灯会亮起。

4.电源模块设计:使用适配器将220V交流电转换为5V直流电,供给单片机和LED灯。

5.电路连接:将按钮和LED灯与IO口连接,并接地,保持电路的正确连接。

软件设计:1.IO口初始化:将涉及到的IO口初始化为输入或输出口。

2.中断设置:将按钮连接到中断引脚,当按钮按下时,触发中断。

在中断函数内根据按下的按钮编号,判断抢答的结果。

3.抢答逻辑:设计一个数组来保存参与抢答者的结果。

当用户按下按钮后,根据按下按钮的编号,将结果保存到数组中。

根据题目的要求,可以选择先按下的为正确答案或者最后按下的为正确答案。

4.显示结果:根据抢答结果,控制相应的LED灯点亮或熄灭。

抢答器工作流程:1.开机初始化:开机后,进行硬件初始化,包括IO口的初始化和LCD屏幕的初始化。

2.抢答准备:显示等待抢答,等待用户按下按钮。

3.抢答开始:当用户按下按钮后,系统根据按下按钮的编号判断答案是否正确,并将结果保存到数组中。

4.结果显示:根据抢答结果,控制相应的LED灯点亮或熄灭,显示抢答结果。

5.重置抢答器:在每轮抢答结束后,将抢答器重置为初始状态,清空结果数组,准备下一轮抢答。

通过上述硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程的设计,实现了基于单片机的八路抢答器。

抢答器的设计可以根据实际需求进行修改和扩展,例如增加显示屏幕显示更多信息、添加声音提示等,以满足不同的使用场景。

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

基于单片机的八路抢答器设计单片机作为一种高性能的微处理器,能够实现实时控制、高速计算、数据存储等功能,被广泛应用于各种电子设计中。

本文将介绍一种基于单片机的八路抢答器设计。

一、设计思路本设计的主要目的是实现一个简单实用的抢答器系统,主要功能包括抢答、计分、显示和控制等。

为了实现这些功能,我们采用了AT89C52单片机,利用它的GPIO口实现八路输入、八路输出等控制功能。

同时,为了提高可靠性和稳定性,我们还加入了复位电路、晶振电路、滤波电路等必要的辅助电路。

二、硬件设计1.复位电路为了确保单片机能够正常工作,我们需要加入一定的复位电路。

复位电路的作用是在单片机上电时,将单片机复位,并确保单片机在正常工作时不出现异常。

常见的复位电路包括电容复位电路、复位芯片电路等。

本设计采用的是电容复位电路,具体电路如下图所示:2.晶振电路晶振电路是单片机正常工作的关键部分,晶振电路的稳定性直接影响系统运行稳定性。

因此,我们需要选择高质量的晶振,并且在电路设计过程中注意规范布局,保证信号传输的稳定性。

具体的电路如下图所示:3.输入电路本设计要实现的是八路输入,因此我们需要设计八路独立的输入电路。

输入电路的作用是将外部输入信号有效地输入到单片机GPIO口,以实现控制功能。

由于输入信号有可能受到外部干扰,因此我们需要加入滤波电路,此处采用RC滤波器。

4.输出电路本设计要实现的是八路输出,因此我们需要设计八路独立的输出电路。

输出电路的作用是将单片机的控制信号输出到外部电路,以实现八路LED灯的控制。

由于LED的电流较小,因此我们适当加入一个三极管,以保证LED正常工作。

三、软件设计1.主程序本设计采用C语言编写,主程序包括初始化、读取输入、判断输入、显示得分等步骤。

主程序的框架如下图所示:2.中断程序为了实现抢答功能,我们需要使用到单片机的中断功能。

当检测到有按键按下时,单片机会进入中断程序,中断程序的作用是停止倒计时并保存得分,然后将LED显示出得分数。

基于单片机的抢答器的设计 (1)

基于单片机的抢答器的设计 (1)

基于单片机的抢答器的设计 (1)随着人们生活中科技水平的不断提升,电子信息技术已经渗透各行各业,为我们的生活带来了更多的便捷和创新。

在学校中,随着教育改革的不断深入,交互式教学方式得到了越来越广泛的应用。

其中,抢答环节是一种非常受欢迎的教学方式,它不仅可以激发学生的学习热情,提升他们的竞争意识,还可以帮助教师快速了解学生的知识掌握情况。

本文基于单片机技术,设计了一种抢答器。

该抢答器具有简单易懂、操作方便、可靠性高等特点。

一、设计思路抢答器主要包含三部分,即控制器、传感器和显示器。

其中,控制器是抢答器的核心,用于控制整个系统的运行,检测传感器信号并判断谁先按下按钮。

传感器用于检测学生抢答的时间顺序,一般采用光电传感器或压电传感器。

显示器则用于显示抢答结果。

二、硬件设计本设计选用AT89C51单片机作为控制器,光电传感器作为传感器,LED数码管作为显示器。

下面进一步介绍各部分的设计原理和实现方法。

1. 控制器AT89C51单片机是一种高性能CMOS 8位微控制器,具有诸如EEPROM数据空间、RAM、I/O引脚、定时器/计数器、串行通信接口和中断系统等等特点。

本设计采用AT89C51单片机作为控制器来实现各种功能。

单片机的工作流程图如下:首先,为方便起见,将控制器的输入输出引脚定义如下:P0口连接光电传感器和LED数码管,其中P0.4~P0.7为LED数码管的控制引脚,P0.0和P0.1为光电传感器的输入引脚。

P1口连接一个按钮,用于开始或停止抢答环节。

P2口为输出口,用于驱动蜂鸣器。

控制器的程序流程如下:阶段1:初始化程序,将P0.4~P0.7输出低电平,使LED数码管不发光;将P2输出低电平,关闭蜂鸣器。

阶段2:等待开始信号,通过读取按钮的状态来确定是否开始抢答环节。

阶段3:抢答环节,当光电传感器检测到有学生按下按钮时,立即读取按钮的编号并记录下来,同时开启LED数码管相应的数字,同时蜂鸣器会响一声。

基于51单片机智能抢答器的设计

基于51单片机智能抢答器的设计

基于51单片机智能抢答器的设计一、引言二、设计思路1.系统功能需求智能抢答器主要包括以下功能:(1)抢答功能:允许学生在教师提出问题后进行抢答;(2)提前设置答题时间:教师可以设置每次抢答的时间;(3)显示抢答结果:显示学生选手的抢答结果和答题情况;(4)记录抢答情况:记录学生的抢答情况,方便教师进行统计和评估。

2.系统硬件设计系统采用51单片机作为核心,通过按键、显示屏等外设实现系统的各项功能。

系统还需配备一套抢答设备,每位学生需要配备一个手持式抢答器,用于进行抢答操作。

3.系统软件设计系统需要设计相关的软件程序,包括抢答逻辑、结果显示、数据统计等功能。

需要考虑系统的稳定性和易用性,确保教师和学生可以轻松操作系统。

三、系统设计与实现1.抢答器的设计抢答器采用51单片机作为核心,通过按键输入学生答案,再通过无线通信将答题结果发送给主控系统。

抢答器还需配备显示屏,显示学生的抢答结果。

为了保证系统的安全性,还需设计防作弊功能。

2.主控系统的设计主控系统也采用51单片机作为核心,通过接收抢答器的信号,处理并显示抢答结果。

主控系统还需要设计相应的操作界面,方便教师进行设置和操作。

系统还需设计数据存储和统计功能,记录学生的抢答情况。

四、系统性能测试及改进1.系统性能测试完成系统的硬件和软件设计后,需要进行系统的性能测试,主要包括以下几个方面:(1)抢答功能测试:测试学生抢答器的响应速度和稳定性;(2)结果显示测试:测试主控系统的抢答结果显示效果;(3)数据统计测试:测试系统的数据统计和记录功能。

2.系统改进根据测试结果,对系统进行相应的改进和调整,确保系统能够稳定运行并满足实际教学需求。

需要特别关注系统的稳定性、易用性和安全性等方面的改进。

五、系统应用与展望1.系统应用智能抢答器可以广泛应用于教育教学领域,提高课堂互动和学生的参与度。

还可以应用于各类知识竞赛、学科竞赛等活动中。

2.系统展望智能抢答器作为新型的教学辅助工具,具有较大的市场前景。

基于单片机抢答器的设计

基于单片机抢答器的设计

基于单片机抢答器的设计专业:通信工程姓名:指导教师:摘要数字抢答器是由扩展电路和主体电路构成的。

在显示器上输出的参赛队的输入信号是由优先编码电路、锁存器和译码电路等生成的;扩展电路是在显示器上输出实现计时功能,由定时电路、译码电路将秒脉冲产生的信号构成。

主体电路是由控制电路、主持人开关启动报警电路构成。

数字抢答器成形是经过布线、调试和焊接等工作。

单片机为了使外围电路的实现更加简单,简化了外围硬件电路,把很多任务都交给了软件编程。

单片机不仅应用方便,而且体积小价格低,还很稳定可靠。

如果说应用程序赋予了单片机新的“生命”,那么抢答系统“身躯”是由单片机系统的硬件结构给予了,这样就使其在一般的抢答器面前具有成本低、电路简单和运行可靠等优点。

抢答器是选手做抢答题时便于选手进行抢答的,抢到题的选手便要回答问题。

抢答器不仅考验选手应该具备足够的知识面还考验选手的反应速度同时还需要一定的勇气和技巧。

对选手们都是公平公正的,因为他们都站在同一个起跑线上。

关键字:定时电路抢答电路报警电路- 1 -- 2 -ABSTRACTDigital vies by expansion circuit and regulator is composed of main circuit. On the display output team input signal is from priority coding circuit, latches and decode circuit generated; Expansion circuit is on the display output of timing function by timing circuit, decoding, circuit will seconds pulse signal constitutes. Main circuit of control circuit, host switches on the alarming circuit constitutes. Digital contest device after wiring, commissioning forming and welding etc. SCM in order to make the realization of buffer circuit for more simple, simplified the hardware circuit, put a lot of outer task was to the software programming. SCM not only convenient for use, small volume and price is low, is stable and reliable. If the application endowed with single-chip microcomputer new "life", then scare-answering system "body" is the hardware structure by single-chip microcomputer system gives, thus make it before the contest is in general with lower cost and circuit is simple and reliable operation, etc. Are the players do responder for forgetting the responder players when, grab the player will answer questions. Contest is not only test players should have enough knowledge also test players speed of response also need a certain amount of courage. For the players are a fair and impartial, because they all stand in the same starting line.Key Words: timing circuit contest circuit alarm circuit3目录第一章绪论 (5)1.1 单片机抢答器的背景 (5)1.2 单片机抢答器的意义 (6)1.3 抢答器的应用 (6)第二章抢答器的概述及制作要求 (7)2.1 抢答器的概述 (7)2.2 设计任务、要求和知识点 (8)第三章单片机芯片的选择及模块性能分析 (9)3.1 单片机芯片的选择 (9)3.2 模块性能分析 (13)第四章电路设计 (15)4.1 总体设计 (15)4.2 外部振荡电路(晶振电路) (18)4.3 复位电路的设计 (19)4.4 显示电路的设计 (20)4.5 按钮输入电路的设计 (21)4.6 发声电路 (23)第五章系统软件设计 (24)5.1 抢答器流程图 (24)5.2 主程序 (25)5.3 中断程序 (27)第六章仿真演练 (31)总结和结束语 (32)参考文献 (33)4第一章绪论1.1 单片机抢答器的背景二十世纪跨越了三电的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

基于单片机的多路抢答器设计

基于单片机的多路抢答器设计

基于单片机的多路抢答器设计在教育场景中,为了增加学生的参与度和互动性,常常会设置抢答环节。

为了简化抢答的流程,提高效率,很多学校会选择使用基于单片机的多路抢答器。

本文将详细介绍基于单片机的多路抢答器的设计过程。

一、设计目标设计一个基于单片机的多路抢答器,满足以下要求:1.支持多路抢答,最少支持4个人同时抢答;2.抢答按照先后顺序进行,每个人只有一次机会;3.可以显示抢答的状态,并且能够记录抢答的时间;4.方便操作,使用简单。

二、硬件设计1.单片机选择在本设计中,我们选择常用的STM32单片机作为主控芯片。

其具有强大的计算能力和丰富的外设接口,能够满足本设计的需求。

2.LCD显示屏为了显示抢答的状态和时间,我们需要选择一个合适的显示屏。

在本设计中,我们选择4行16列的液晶显示屏,能够满足显示需求。

3.按键为了实现学生的抢答操作,我们需要设计抢答按钮。

在本设计中,我们选择使用一个矩阵按键,可以支持多路抢答。

4.时钟模块为了记录抢答的时间,我们需要使用一个时钟模块。

在本设计中,我们选择使用DS1302时钟模块。

5.电源模块为了供给系统电源,我们需要设计一个电源模块。

在本设计中,我们选择使用一个DC稳压电源模块。

三、软件设计1.系统初始化在系统启动时,进行各个模块的初始化,包括单片机、LCD显示屏、按键、时钟模块等。

2.抢答操作当学生按下抢答按钮时,检测到按键信号,单片机会记录下当前的时间,并根据抢答顺序显示学生的抢答状态。

每次抢答完毕后,禁用对应的按键。

3.时间记录单片机通过时钟模块获取当前时间,并将抢答的时间记录下来。

4.状态显示利用LCD显示屏,实时显示当前抢答的状态,包括谁在抢答、抢答时间等信息。

5.结果统计当所有学生抢答完毕后,统计每个学生的抢答时间,并按照顺序显示出来。

四、系统测试完成软硬件的设计后,需要对系统进行测试,确保系统功能正常运行。

测试的主要内容包括:1.是否能够正确识别学生的抢答操作;2.是否能够正确记录抢答的时间;3.是否能够正确显示抢答的状态;4.是否能够正确统计抢答结果。

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

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AT89S52单片机的抢答器设计

基于AT89S52单片机的抢答器设计

基于AT89S52单片机的抢答器设计一、AT89S52 单片机简介AT89S52 是一款低功耗、高性能的 CMOS 8 位单片机,具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。

使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。

在单芯片上,拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash,使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

二、抢答器的功能需求分析抢答器的主要功能是在多个参赛者同时抢答时,能够准确地判断出最先抢答的选手,并进行相应的显示和提示。

具体来说,抢答器应具备以下功能:1、抢答功能:参赛者在规定的时间内按下抢答按钮,系统能够准确地捕捉到最先抢答的信号。

2、计时功能:设置抢答时间和答题时间,时间到后进行相应的提示。

3、显示功能:能够显示抢答者的编号和答题剩余时间。

4、报警功能:在违规抢答或时间到后,发出声音或灯光报警。

三、硬件设计1、单片机最小系统AT89S52 单片机:作为核心控制单元。

晶振电路:为单片机提供时钟信号。

复位电路:确保单片机能够正常初始化。

2、抢答输入电路采用独立按键作为抢答按钮,每个参赛者对应一个按键。

通过上拉电阻将按键信号连接到单片机的 I/O 口。

3、显示电路采用数码管显示抢答者的编号和时间。

可以使用动态扫描的方式驱动数码管,以节省 I/O 口资源。

4、报警电路使用蜂鸣器和发光二极管进行报警。

通过三极管驱动蜂鸣器和发光二极管。

四、软件设计1、主程序流程系统初始化,包括设置 I/O 口状态、初始化定时器和中断等。

进入抢答等待状态,检测是否有抢答信号。

若有抢答信号,判断抢答是否合法,并进行相应的处理。

在答题过程中,进行计时,并在时间到后进行提示。

2、抢答检测程序采用中断方式检测抢答信号。

当有按键按下时,产生中断,在中断服务程序中读取按键状态,确定抢答者的编号。

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

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。

基于MCS51单片机的四路抢答器课件

基于MCS51单片机的四路抢答器课件

程序流程图如下
电路原理图及PCB制版图
四路智力抢答器电路原理图
四路智力抢答器PCB模块
程序设计
▪ 抢答器工作过程如下
▪ · 首先主持人选定倒计时时间,单片机扫描U3以 获取此信息。如果没有人为设置,默认为10s。
▪ · 在按下抢答按键之前,3个数码管全部显示“0”。
▪ · 按下抢答按键之后,蜂鸣器响一声,单片机开 始倒计时,数码管U6和U7显示倒计时时间,数 码管U8显示“0”。
▪ void send_data(uchar);
▪ uchar set_time(void); 时时间
▪ bit control_key(void); 是否按键
▪ uchar get_key_num(void); 个参赛者按键
▪ void display_time(void); 时剩余时间
//初始化MAX7219 //向控制寄存器写数
▪ 完成上述功能的电路包括时间设定开关、声光显 示、按键控制以及按键锁存等部分
各模块功能
▪ 单片机部分 ▪ 时间设定模块 ▪ 按键模块 ▪ 数码管显示模块 ▪ 蜂鸣器模块
单片机部分
▪ 通过读取P3.7~P3.3 的状态决定倒计时时 间;通过读取P1.3~ P1.0的状态读取按键 情况;通过P2.4~ P2.2控制显示模块以 显示按键者的号码和 倒计时所剩时间;通 过P0.1控制蜂鸣器
key_flg=1;
//设置有人按键答题标志
TR0=0;
//停止T0运行
}
else
//否则循环检测
{
display_time();
//并显示剩余时间
continue;
}
}
if(key_flg==1)

~基于单片机的智能抢答器的设计

~基于单片机的智能抢答器的设计

基于单片机的智能抢答器的设计一、系统功能1.1智能抢答器的介绍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。

二、系统硬件设计2.1 硬件选择2.1.1 芯片的选择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。

8051芯片:主要具有以下功能:40个引脚4k Bytes Flash片内程序存储器128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)32个外部双向输入/输出(I/O)口5个中断优先级2层中断嵌套中断2个16位可编程定时计数器2个全双工串行通信口看门狗(WDT)电路片内时钟振荡器8051系列单片机功能多,引脚数少,因而许多引脚都具有第二功能,单片机对外呈现3总线形式,由P2、P0口组成16位地址总线;由P0口分时复用为数据总线;由ALE、PSEN、RST、EA与P3口中的INT0、INT1、T0、T1、WR、RD 共10个引脚组成控制总线,由于是16位地址线,因此,可使片外存储器的寻址范围达到64KB。

基于51单片机的抢答器设计

基于51单片机的抢答器设计

基于51单片机的抢答器设计设计一个基于51单片机的抢答器,可以用于教育培训、竞赛等场合。

抢答器由主控制器、抢答器模块和显示器等组成,可以实现多人同时抢答、自动计分和答题结果显示等功能。

1.系统结构设计:系统由主控制器、抢答器模块和显示器组成。

主控制器使用51单片机,通过IO口与抢答器模块和显示器进行通信。

抢答器模块包括按钮、指示灯和计分器等,用于获得用户的抢答信号和显示计分信息。

显示器用于显示抢答排名、答题结果以及题目等信息。

2.功能设计:-多人抢答功能:主控制器通过轮询方式检测抢答器模块的按钮状态,记录首先按下按钮的参与者信息,并显示其抢答排名。

-自动计分功能:主控制器根据参与者的抢答顺序和答题正确与否,自动计算得分。

得分可以通过显示器进行实时显示。

-答题结果显示功能:在抢答结束后,主控制器将抢答排名、得分和题目等信息发送给显示器,显示器将其显示。

3.系统硬件设计:主控制器部分由51单片机、外围电路和通信接口组成。

外围电路包括时钟电路、复位电路和按键矩阵扫描电路。

通信接口与抢答器模块和显示器相连,通过IO口进行通信。

抢答器模块由按钮和指示灯组成,用于用户抢答和显示抢答状态。

计分功能可以通过数字显示器实现。

显示器部分包括LCD显示屏和控制电路,用于显示抢答排名、答题结果和题目等信息。

4.系统软件设计:主控制器的软件设计主要包括抢答状态检测、计分规则实现和与外围设备的通信。

-抢答状态检测:通过轮询方式检测抢答器模块的按钮状态,记录首先按下按钮的参与者信息,并显示其抢答排名。

-计分规则实现:根据参与者的抢答顺序和答题正确与否,自动计算得分并更新显示器上的得分信息。

-与外围设备通信:与抢答器模块和显示器进行通信,发送抢答排名、得分和题目等信息。

5.系统优化:为提高系统的稳定性和可靠性-设计合理的接口电路,提高抗干扰能力。

-采用合适的检测算法,提高抢答状态检测的准确性。

-优化算法,提高计分规则的实时性和正确性。

基于某单片机的抢答器设计报告材料

基于某单片机的抢答器设计报告材料

基于某单片机的抢答器设计报告材料一、设计目的:本设计旨在利用单片机技术制作一个简单的抢答器,用于进行课堂或者活动中的抢答活动。

通过本设计,可以提高学生们的积极性和参与度,增加互动性,使课堂更加生动有趣。

二、设计原理:本设计基于单片机技术,利用单片机的输入输出功能和定时器等模块实现。

抢答器由一个发射器和多个接收器组成,发射器用于发射信号,接收器用于接收信号并显示抢答者的编号。

具体原理如下:1.发射器:发射器由一个按钮和一个LED灯组成。

当按钮按下时,单片机产生一个信号,并同时点亮LED灯表示开始抢答。

单片机发送一个指令给接收器,并记录抢答者的编号。

2.接收器:接收器由若干LED灯和一个蜂鸣器组成。

当接收器接收到发射器发送的信号时,单片机点亮对应的LED灯并发出声音提示抢答成功。

同时,单片机记录并显示抢答者的编号。

三、硬件设计:本设计的硬件主要包括发射器和接收器两部分。

1.发射器硬件设计:-单片机:选用STM32系列单片机作为控制核心。

-按钮:用于启动抢答器。

-LED灯:用于指示抢答器状态。

-电池供电:为了方便携带和使用,采用电池供电。

2.接收器硬件设计:-单片机:选用STM32系列单片机作为控制核心。

-LED灯:用于显示抢答者编号。

-蜂鸣器:用于抢答成功提示。

-电源模块:接收器需要外接电源供电。

四、软件设计:1.发射器软件设计:-初始化:设置单片机的输入输出引脚。

-按钮检测:检测按钮是否按下。

-发送信号:当按钮按下时,发送抢答信号给接收器。

-点亮LED灯:同时点亮LED灯表示抢答开始。

-记录编号:记录抢答者编号。

2.接收器软件设计:-初始化:设置单片机的输入输出引脚。

-接收信号:接收发射器发送的信号。

-点亮LED灯:根据接收到的编号点亮对应的LED灯。

-发出声音:抢答成功时发出蜂鸣器声音。

五、实验结果:经过搭建和测试,本设计的抢答器能够正常工作,发射器按下按钮后,接收器能够准确接收并显示抢答者编号。

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

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。

基于单片机的8路抢答器的设计

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。

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

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。

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XINYU UNIVERSITY 课程设计报告题目二级学院专业班级学号学生姓名指导教师目录摘要........................................... 错误!未定义书签。

一方案的概述 (2)1.1 设计内容 (2)1.2 设计要求 (3)1.3 抢答器的总体框图............................. 错误!未定义书签。

二硬件电路设计 (4)2.1Proteus软件介绍 (4)2.2总电路原理 (4)2.3时钟频率电路设计 (5)2.4复位电路设计 (6)2.5人工复位设计 (6)2.6显示电路设计 (7)2.7按键输入电路设计 (8)2.7.1独立式键盘电路设计 (8)2.7.2矩阵键盘电路设计 (9)2..8报警电路设计 (11)三软件设计 (12)3.1Keil C51软件简介 (12)3.2主程序系统结构 (12)3.3程序流程图 (12)3.4程序设计 (14)设计总结 (23)参考文献 (23)附录一 (25)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。

第1章方案的概述1.1 设计内容利用单片机实现8路智能抢答器功能。

先在Proteus软件上画出系统的各部分硬件电路设计框图,并且在Keil软件上完成对应的软件程序设计,实现系统的主要功能。

硬件设计内容主要包括:复位电路,晶振电路,矩阵键盘输入,LED显示模块,报警电路部分。

软件设计内容主要包括:键盘扫描,编码显示,抢答选手扫描,中断程序控制,定时器的使用。

抢答器要求可同时供8名选手或8个代表队参加抢答比赛。

此外,设置一个控制开关,用来控制系统的清零、抢答开始及定时器的预置等。

抢答器具有数据锁存和显示功能。

1.2 设计要求(1)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~S5表示。

(2)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。

(3)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LED数码管上显示,同时扬声器发出警报声响提示。

选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)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,声响持续时间0.5秒左右(5)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。

(6)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00.1.3抢答器的总体框图第2章硬件电路设计2.1 Proteus软件介绍P roteus软件是英国公司出版的一款EDA软件。

此软件不仅具有一般EDA软件的仿真功能,而且能仿真单片机及其外围电路。

它是目前最好的仿真单片机及外围电路软件。

在进行各种电路设计之前,必须要进行电路原理图的仿真,只有在软件仿真成功才可能在实际电路中实现。

并且由于实验室器件的有限,有些电路无法在实际中设计出来,所以我们必须要通过Proteus仿真电路。

Proteus软件是世界上唯一将电路仿真、PCB设计和虚拟模型仿真三合一的设计平台,在单片机电路设计中使用更为广泛。

[4]2.2总电路原理为使硬件电路设计尽可能合理,应注意以下几方面:(1) 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。

(2) 留有设计余地。

在设计硬件电路时,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。

(3) 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。

(4) RAM空间,AT89S51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。

如选用8155作I/O接口,就可以增强256字节RAM.如果有大批数据需要处理,则应配置足够的RAM,如6264,62256等。

(5) I/O端口:在样机研制出来后进行现场试用时,往往会发现一些被忽视的问题,而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。

如有些新的信号需要采集,就必须增加输入检测端;有些物理量需要控制,就必须增加输出端。

如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口,虽然当时空着没用,那么用的时候就派上用场了。

P2.4为开始抢答[9],P2.5为加分,P2.6为减分,P1.0-P1.7为六八抢答输入,数码管段选P0口,位选P2口低3位,蜂鸣器输出为P2.7口。

、2.3时钟频率电路设计时钟电路是计算机的心脏,它控制着计算机的工作节奏。

MCS-51单片机允许的时钟频率是因型号而异的。

晶振的选择:6MHz的晶振,其机器周期是2us。

12MHz的晶振,其机器周期是1us, 也就是说在执行同一条指令时用6MHz 的晶振所用的时间是12MHz晶振的两倍。

为了提高整个系统的性能我选择了12MHz的晶振。

振荡方式的选择:内部振荡方式,MCS-51内部都有一个反相放大器,XTAL1、XTAL2分别为反相放大器输入和输出端,外接定时反馈元件以后就组成振荡器,产生时钟送至单片机内部的各个部件。

这样就构成了内部振荡方式外部振荡方式是把已有的时钟信号引入单片机内。

这种方式适合用来使单片机的时钟与外部信号一致。

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。

一般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。

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。

如时钟频率为12MHz,即f=12MHz,则时钟周期为1/12µs。

osc2.4复位电路设计在抢答器电路中,难免会出现操作失误,使得程序跑偏,或者出错,所以需要复位电路来使得在出错时使电路恢复正常工作。

复位电路是单片机的初始化操作,使单片机从0开始执行程序。

复位不仅能使单片机进入系统正常初始化,而且当程序运行出错或操作不当使系统死锁时,按下复位按钮重新启动,使单片机正常工作。

复位方式有以下四种:上电自动复位、按键电平复位、外部脉冲复位、和自动复位。

即外部产生复位信号由单片机的9脚(RST)输入,从而使单片机完成复位操作。

复位信号是高电平有效,有效时间应持续两个机器周期以上。

2.5人工复位设计除上电自动复位以外,常常需要人工复位,将一个按钮开关并联于上电自动复位电路,按一下开关就RST端出现一段时间的高电平,即使器件复位。

如图所示2.6 显示电路设计显示电路是最常用的输出设备。

为观察单片机的运行状态,往往需要显示器来直观的表现出来。

抢答器电路需要通过显示电路,来显示抢答选手的标号,和倒计时显示。

本系统采用四位一体共阴数码管显示,数码管前两位显示倒计时,后两位显示抢答选手的标号。

2.7 按键输入电路设计在抢答器电路中每位选手会通过手中的抢答按键来获得优先答题权。

每位选手的按键就构成抢答器电路的键盘输入。

键盘输入电路是单片机外围电路中最常见的一种电路。

键盘有两种形式,编码键盘和非编码键盘。

当有键盘被按下时,通过一种专用的硬件编码器来识别按键闭合,并且确定出键盘编码号码,这种键盘称为编码键盘,如计算机键盘。

而通过软件编程方式来确定某个按键的闭合的键盘称为非编码键盘,在单片机组成的各种系统中,用的比较多的是非编码键盘。

非编码键盘又分为:独立键盘和行列式键盘(或称矩阵键盘)。

对于每一个按键需要与单片机的I/O口相连,从而读出键盘的状态。

单片机可以通过软件编程读出哪个键按下,从而做出对应的操作。

2.7.1 独立式键盘电路设计独立式键盘是单片机电路中用的最多的键盘输入,独立键盘是由键盘的两端直接和单片机的I/O口与接地相连。

当键盘按下时,对应端口与地相连,则直接将对应的端口变成低电平,然后做出相应的操作。

每个独立键盘需要单独使用一根I/O线,所以当一个电路中键盘输入较多时采用独立键盘设计就会造成I/O口的大量浪费,从而造成I/O口不够用。

所以,只有按键数量不多时,采用独立键盘输入。

电路中的开始抢答按键和开始答题按键采用的就是独立式键盘输入。

独立键盘的好处就是:每个按键单独使用一根I/O线,键盘扫描容易,且独立键盘每个按键互不影响。

本电路中用到的独立键盘有下面几处。

当按下开始抢答按键时候,P2.0口被硬件置为低电平,控制整个电路开始,开始抢答;当按下开始答题按键时候,P2.1被硬件置为低电平,显示答题时间。

2.7.2 矩阵键盘电路设计在矩阵键盘中,每4个键盘构成一行,一共四行四列。

每一行按键的一端连接起来,每一列按键的另一端连接起来,总共构成8路,所以,一个单片机的P3口就可以构成16个键盘电路的输入端口了。

在本次设计中,有16个选手或代表队参加比赛,每一个代表队需要一个抢答按键,就需要16个按钮。

在设计中发现,如果采用独立键盘连接电路,则需要一个端口连接一个按键,所以需要占用16个I/O口,就会造成资源的浪费,成本增高。

所以当有16位选手参加抢答比赛时,需要16个键盘,采用4 X 4矩阵键盘只需要8个I/O口,从而大大减少了I/O口资源的浪费。

当键盘个数超过8个,采用矩阵键盘是最为合适的。

相比独立键盘,矩阵键盘的特点是:电路的I/O口需要相对较少,能有效节省I/O口资源浪费;但是硬件电路相对复杂,键盘扫描比独立键盘扫描繁琐,需要独立软件编程,完成键盘扫描,从而确定那个按键按下,做出相应操作,矩阵键盘更适合多按键电路。

矩阵键盘接好以后,就要对应的键盘扫描工作,判断出那个按键按下,从而做出对应操作。

当没有按键按下的时候所有行线和列线是开路的。

当键盘上的一个按键被按下的时候,该按键的行线和列线就会被短路。

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