1、 1 第1章 课题概述 1.1 课题设计要求 本课题要求用单片机设计一个多功能抢答器，有三人进行抢答和一 个主持人进行控制，并且具有抢答倒计时和答题倒计时，倒计时均可修改 时间。具体要求如下： 主持人的操作面板上有复位键开始键设置抢答时间键设置答题时 间键；另外，还有三个人抢答的三个按键及三人抢答状态的信号灯，复位 开始的状态灯，显示器及蜂鸣器。本系统的设计包括硬件设计及程序设 计。 当系统刚启动或者按下系统的总复位键时，甲乙丙三人的 6 个状态 灯全亮，复位灯及开始灯全暗。此时系统只响应支持人操作面板上的复位 按钮，当复位按钮被按下，复位指示灯亮，其余灯全暗。此时甲乙丙若有 人抢答，则记为犯
2、规，对应的犯规指示灯亮并由蜂鸣器报警，本轮抢答不 再响应此人。支持人再按下开始按钮允许抢答，开始指示灯亮，复位指示 灯暗，抢答倒计时开始由显示器显示，系统响应甲乙丙中不犯规的第一个 按下按钮的人，抢答成功后，对应的成功指示灯亮，开始答题，并显示答 题倒计时；若没有人抢答，则倒计时结束后等待复位信号。 1.2 课题设计的目的及意义 在很多的知识竞答的比赛中常常用到抢答器，为了准确公正直 观地判断第一个抢答者，需用可靠的电子产品来进行设计，单片机就能胜 任该任务。 本次的设计让我们能对单片机在现实生活中的密切关系有更深 刻的认识，及感受到单片机的强大可扩展性及可塑性。 2 第 2 章 总体设计方案
3、 2.1 总体思路 要设计一个比一般数字抢答器更加实用， 更加先进的抢答器才能满足 现今的市场要求。可以采用单片机的 I/O 进行分配，分别进行信号的采集 和处理信号的输出，利用单片的时钟进行倒计时的设计。 将要实现的功能 分成很多小部分，各个击破。 2. 2 抢答器课题概述和主要功能 针对本次课题抢答器，只是单片机具体应用的冰山一角。但通过本次 课题的锻炼依然能让我们被单片机的灵活性深深震撼。 本次设计的抢答器 的主要功能如下： （1）抢答功能：可以精确无误地分辨哪位选手首先按下按钮。只要 主持人按下开始键，即可开始抢答。 （2）报警功能：到主持人还未按下开始按钮，选手就开始抢答，则 该选手
4、犯规，蜂鸣器响。 （3）倒计时功能：在选手答题有时间限制，在规定的时间里选手没 有回答完毕，则选手答题失败。 （4）修改倒计时功能：可以对倒计时进行修改。 （5）最多可以有三个人进行抢答。 3 2.3 总体设计框图 2.3.1 软件总体设计框图 答题并显示 倒计时 判断有抢答？ 判断允许吗？显示犯规 答题结束 时间复位 判断下个 按钮 系统复位开始抢答 Y N Y N 2.3.2 硬件总体设计框图 AT89C51 单 片 机 4 位 七 段 数 码 管 显 示 声 音 电 路 3 路抢答 按键输入 复位电路 开始、结束 按键输入 加一、减一 按键输入 时钟 图 2-1 软件总体设计框图 图 2-2 硬件总体设计框图 4 2.4 系统工作原理 2.4.1 硬件实现原理 用 P1 口作为状态显示，即连接 8 个状态灯。8 个状态灯分别为：开 始指示灯复位指示灯甲抢答成功指示灯甲抢答犯规指示灯乙抢 答成功指示灯乙抢答犯规指示灯丙抢答成功指示灯丙抢答犯规指 示灯。 用 P3 口与矩阵式按钮相连做为控制信号的输入
