单片机课程设计方案抢答器(路抢答器)

目录

1引言1

2 功能概述1

2.1抢答器工作原理1

2.2设计目的与要求1

2.3设计任务1

2.4运行环境及工具2

3 系统硬件设计2

3.1芯片的选择2

3.2原理及电路总框图2

3.3晶振复位及开始抢答电路3

3.4选手抢答键3

3.5显示与显示驱动电路4

3.6蜂鸣器音频输出电路4

4系统软件设计5

4.1系统主程序设计5

4.2系统流程图6

4.3程序清单7

5系统仿真结果14

5.1开始抢答仿真14

5.2抢答犯规仿真15

5.3抢答成功仿真16

6课程设计的总结与体会17

参考文献资料17

1 引言

当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简

单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。因此，我们制作了这款简易多路<十六路）数字抢答器摒弃了成本高、体积大、操作复杂。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，因而本抢答器具有显示直观，操作简单的特点。而且在显示时抢答器会发出蜂鸣声使效果更为生动。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。

2 功能概述

2.1抢答器工作原理

抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用动态显示组号。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纽

2.2设计目的与要求

(1>熟悉电路，理解各个元件之间的控制流程。

(2>熟悉PROTEUS及WA V6000平台的运行环境。

(3>熟练掌握汇编语言，调用中断子程序和对端口进行读写数据的操作。

(4>理解掌握抢答器的原理及电路设计

2.3设计任务

(1>多路数字抢答器的硬件和软件设计

(2>分析电路图

(3>画出程序流程图

(4>编写代码

(5>程序分析与调试

2.4运行环境及工具

(1>WINDOWSXP系统

(2>PROTUES软件

(3>汇编编译环境、汇编语言

3系统硬件设计

3.1芯片的选择

本设计使用到的元器件包括：AT89C51芯片、数码LED显示器、七段LED数码管的译码。其中AT89C51是系统的核心，它主要负责控制各个部分的协调工作。在其外围接上复位电路，上拉电阻，数码管，按钮以及振荡器，p1.0-p1.7为抢答输入键接口，数码管段选P0口，位选P2口，蜂鸣器输出为P3.0口。

3.2原理及电路总框图

图4.5 抢答器总原理图

3.3 晶振复位及开始抢答电路

晶振的频率为12MHZ，提供89C51的时钟脉冲使89C51工作，复位电路是单片机初始化，使单片机重新开始执行程序。当复位开关按下RST由低电平变为高电平，则程序从头开始执行，在此次课程设计电路中当一个问题结束主持人后按下复位开关后进行下一题的准备。

图3.3晶振复位及开始抢答电路

3.4选手抢答键<矩阵式键盘）

89C51的P1口做一个4*4的行列式键盘。P1.0至P1.3轮流输出低电平在软件查询P1.4至P1.7的电平变化来输入组号。给每一个选手编号1至16，当选手按下按钮时，电平变化从P1口输入，经单片机处理后从P0输出由数码管显示抢答者编号。

图3.4选手抢答电路

3.5显示与显示驱动电路

此电路包括显示和驱动，显示采用数码管，驱动用三极管PNP。数码管要显示抢答违规者编号、抢答10秒倒计时、正常抢答者编号和回答问题时间20秒倒计时，数码管采用动态显示。驱动电路PNP发射极接+5V电压，当基极为低电平是集

电极

为高电平则能驱动数码管使其显示数字。因为PNP是模拟器件而数码管为数字器件，PNP的集电极如果不接一个较大的电阻显示就会出问题。所以在PNP的集电极接了一个10千欧的电阻。

图4.3 显示与显示驱动电路

3.6蜂鸣器音频输出电路

蜂鸣器音频输出电路的功能是用来报警，当遇到报警信号时，发出蜂鸣声，以此来提醒操作者。本电路通过控制不同频率的矩形脉冲来控制蜂鸣器发声。此次课程设计中只需要一些简单的提示声音，如有抢答违规，开始抢答，抢答时间结束和回答问题时间到的提示声音。本课程设计从P3.0口输出一个矩形脉冲来控制驱动器PNP集电极的高低电平时间来控制蜂鸣器的声音。

图3.6 蜂鸣器音频输出电路图

4系统软件设计

4.1系统主程序设计

为了能够达到抢答的公平、公正、合理，应该在主持人发布抢答命令之前必须先设定抢答的时间，因而在编开始抢答前的程序得先编写设定时间的程序，当时间设好了之后，主持人按开始键发布抢答命令，若在主持人未按开始键之前，有选手提前答题，则为违规抢答，蜂鸣器会发出警告声，并在显示器上显示犯规的选手编号。当有选手抢答成功，则程序打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序，其他选手在此之后按键无效。当在扫描到有人按下了抢答键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。

4.2系统流程图