抢答器说明书

《单片机技术》课程设计说明书

抢答器

学院：电气与信息工程学院

学生姓名：xxx

指导教师：vvv 职称副教授

专业：电气工程及其自动化

班级：1102

学号：xxxxxxx

完成时间：2014年7月

湖南工学院《单片机技术》课程设计课题任务书

学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化

摘要

抢答器主要运用于小型的智类游戏抢答比赛，各位选手用来抢答用的。抢答器对于这类的游戏和节目具有重要的意义。抢答器使用单片机和数字集成电路，增加了选手号码显示、抢按器或抢按后的计时、选手显示功能。抢答器设计是以AT89S52单片机为核心，利用AT89S52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用定时器/计数器定时的原理，来将软、硬件结合起来，使系统能正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，蜂鸣器发生鸣叫。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设定为30s；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有蜂鸣鸣叫提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后由主控强制复位。

分别从软件和硬件两方面来阐述该控制系统的设计方法，并经过调试和运行使该系统达到预期的目标，使其具有反应快，功能齐全，实用性强的特点。

抢答器，电路简单、成本较低、可靠、具有较高的推广价值。

关键词：抢答器；单片机；报警；显示；违规

目录

1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1)

1.1 设计任务及功能要求说明 (1)

1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (1)

2 设计课题硬件系统的设计 (2)

2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (2)

2.1.1 AT89S52控制模块 (2)

2.1.2 电源电路接口模块 (2)

2.1.3 振荡电路模块 (3)

2.1.4 复位电路模块 (3)

2.1.5 下载电路模块 (4)

2.1.6 键盘电路模块 (4)

2.1.7 蜂鸣器电路模块 (4)

2.1.8 LED灯电路模块 (5)

2.1.9 数码管显示电路模块 (5)

2.1.10 电源电路模块 (6)

2.2 设计课题电路原理图、实物图 (7)

2.2.1 电路原理图见附录A、B (7)

2.2.2 实物图见附录C、D (7)

2.3 设计课题元器件清单 (7)

3 设计课题软件系统的设计 (8)

3.1 设计课题使用单片机资源的情况 (8)

3.2 设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (8)

3.2.1 监控模块 (8)

3.2.2 数码管显示模块 (8)

3.2.3 独立式键盘模块 (8)

3.2.4 定时模块 (8)

3.3 设计课题软件系统程序流程框图 (8)

3.3.1 主程序流程框图 (8)

3.3.2 显示子程序流程框图 (9)

3.3.3 定时器程序流程框图 (10)

3.3.4 键扫描子程序流程框图 (11)

3.4 设计课题软件系统程序清单 (12)

4 设计运行结果及结论、设计体会 (13)

4.1 设计使用说明 (13)

4.2 软件调试 (13)

4.3 设计课题的实物结果 (14)

4.4 误差分析 (14)

4.5 设计体会 (14)

结束语 (15)

参考文献 (17)

致谢 (17)

附录 (18)

附录A 抢答器电路原理图 (18)

附录B 电源电路原理图 (20)

附录C 抢答器实物图 (21)

附录D 电源实物图 (22)

附录E 元器件清单 (23)

附录F 程序清单 (24)

1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍

1.1 设计任务及功能要求说明

设计一个具有特定功能的抢答器。抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”。主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，违规指示灯亮，显示器显示违规台号，蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。

1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明

抢答器的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要控制核心，通过外接8个独立式键盘作为控制信号输入源，通过选手按键，单片机执行，并通过数码管进行显示和LED灯进行违规指示。系统控制原理图如图1所示。

图1 抢答器系统控制原理图

2 设计课题硬件系统的设计

2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍

2.1.1 AT89S52控制模块

考虑到设计功能需要，控制器的功能用于外部键盘信号的接收和识别、数码管模块的显示控制、复位电路等，选择了AT89S52系列单片机，它具有反应速度极快，工作效率特高的特点。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，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。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。AT89S52控制模块系统如图2所示。

图2 AT89S52控制模块系统

2.1.2 电源电路接口模块

电源接口电路是主要供电电路，发光二极管可以检测有没有电源接入，1K 电阻有限流作用，电路由一个开关、一个1K电阻、一个发光二极管、一个插针