1、 课程设计报告 专业班级电子信息工程 2 班 题 目 基于单片机的八位抢答器的设计 学 号 学生姓名 同 组 人 指导教师 2012 年 11 月 摘摘 要要 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 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
2、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 1-99s 设定； 可以显示是哪位选手有效抢答 和无效抢答，正确按键后有音乐提示；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。 抢答按扭 优先编 码电路 锁存器 译码电路 译码显示 主持人控 制开关 控制电路 报警电路 秒脉冲产生电定时电路 译码电路 显示电路
3、一、设计任务与要求一、设计任务与要求 一、题目： 8 路比赛抢答器 二、基本要求： 利用 8051 单片机中断系统，制作一个有 8 个按键的比赛抢答器。在有人按 键时进行对应选手显示。 三、设计任务： 1设计硬件电路，画出电路原理图； 2画出程序流程图； 3编制程序，写出源程序代码； 4写出 5000 字的详细说明书，要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要 元器件的一些参数，并选择元器件； 5个人总结。 四、参考资料： 1. 教材； 2 单片机实验指导书 ， 河南工业职业技术学院内部； 二、方案设计二、方案设计 方案:该系统采用 51 系列单片机 AT89C51 作为控制核心， 该系统可以完
4、成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成 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。 MCS-51 单片机特点如下： 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。 单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输 出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。 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
5、跳跃指令。其原理框图如下: 抢答按扭 优先编 码电路 锁存器 译码电路 译码显示 主 持 人 控 制开关 控制电路 报警电路 秒脉冲产生电路 定时电路 译码电路 显示电路 三、硬件电路设计三、硬件电路设计 1、 抢答器的电路框图 如下图所示为电路框图。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
6、间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“开始、停止“状态开 关。 图 1 抢答器框图 2.单元电路设计 (1)抢答器电路 参考电路如图 2 所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后， 并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键 操作无效。如有再次抢答需由主持人将 S 开关重新置,“清除”然后再进行下一 次抢答。 图 2 抢答电路的接口电路 (2)时序控制电路设计 时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下功能： a.主持人将控制开关拨到“开始“位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进 人正常抢答工作状态。 b.当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 (3)复位电路的设计 外部中断和内部中断并存，单片机硬件复位端，只要持续 4 个机器周期的高 电平即可实现复位， 硬件复位后的各状态可知寄存器以及存储器的值都恢复到了 初始值，因为本
