1、 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计课程设计 八位竞赛抢答器的设计 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指 导 教 师 ：指 导 教 师 ： 院系（部所）院系（部所） ： 机电工程学院 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 完 成 日 期 ：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
2、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
3、 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.错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.4 显示电路的设计.错误错误! !未定义书签。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 八位竞赛抢答器 1 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
4、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
5、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
6、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 八位竞赛抢答器 2 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”。 八位竞赛抢答器 3 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
