声光显示智力竞赛16路抢答器开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告 题目名称 声光显示智力竞赛 16 路抢答器 学生姓名 专业 班级 一、选题的目的意义 1、理论意义：巩固所学的知识，学会通过各种途径查找资料；能够把所 学的理论知识联系实际， 解决实际问题； 掌握抢答器的工作原理及其设计方法； 2 实际意义：学校、电视台等单位经常举办智力竞赛，抢答计分器是必要 设备。举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某 种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。在许多比赛活动中， 为了准确、公平、公正、直观地判断出第一抢答者，通常需要一台抢答器，通 过数码显示管、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。 二、国内外研究

2、综述 目前由于各种控制系统越来越偏向于智能化、小型化、低功耗、快速、稳 定准确，越来越多的系统设计概念多偏向于 EDA（电子设计自动化） ，比如 VHDL(硬件描述语言)和 FPGA 设计，它克服了使用单片机设计系统时 I/O 端口 不足的问题， 也克服了使用模拟电路和数字电路设计系统时硬件电路比较复杂 和成本比较高的问题。智能竞赛抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各 种智力和竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的比较复杂不便于制作，可靠性 低，实现起来很困难；有的就用一些专用的集成块，而专业集成块的购买又比 较困难。大多数抢答器由单片机以及外围电路组成，由于采用单片机，使外围 电路非常简单，

3、但是功能并不比一般的抢答器少。它的发展也是比较快的，从 一开始的光具有抢答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动 （或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现） 、屏幕显示、 按键发光等多种功能的技术合并，这就可以说明其多种功用及发展的快速。 抢答器可分为电子抢答器和电脑抢答器，而电子抢答器根据其搭配的配件 不同，又可分为非语音非计分抢答器和语言计分抢答器。非语音非计分抢答器 构造很简单，就是一个抢答器的主机和一个抢答按钮组成，在抢答过程中选手 是没有计分的显示屏。 语言计分抢答器时有一个抢答器的主机和主机的显示屏 和选手的计分显示屏组成。电脑抢答器又分为无线电脑抢答器

4、和有线电脑 抢答器。无线电脑抢答器的构成是由：主机和抢答器专用的软件和无线按 钮；无线电脑抢答器利用电脑和投影仪，可以把抢答气氛活跃起来，一般 多使用于电台等大型的活动。线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来， 电脑在和投影仪配合起来，利用专门研发的配套的抢答器软件，可以十分 完美的表现抢答的气氛。 三、毕业设计（论文）所用的方法 对于智力竞赛 16 路抢答器设计我们目前可以采取 EDA 的方法、模拟电路 方法、模拟电路和数字电路相结合的设计、PLC 的方法、基于单片机的方法。 在我们查阅大量资料并通过多方面的考虑、各个方案的优缺点的比较后，决定 本次声光显示智力竞赛 16 路抢答器的设计我将采

5、用基于单片机以及其外围器 件的设计方案。 智力抢答器设计采用 AT89S51 单片机进行设计，在 AT89S51 单片机的 4 个 8 位的 I/O 中，一个口(如 P0 口)控制七段数码管的显示，一个口(如 P2 口)驱 动数码管,即接数码管的 DP 接口;另一个口(如 P3 口)作为控制电路， 控制抢答 器的开始、停止、抢答时间的调节及限时时间的调节，最后一个口(P1 口)则 作为输入口也就是抢答器按钮，而往往我们在设计电路的时候，抢答器按钮一 般设计成键盘形式，由于在本设计的要求中要求有 16 个代表队抢答，所以剩 下的最后一个 8 位的 I/O 如果设计成独立键盘(要求每个端口控制一个

6、按钮) 的形式，8 位的 I/O 并不满足 16 组抢答的要求，所以这里我们采用 44 矩阵 键盘的设计方案,满足了 16 个代表队抢答的要求。从上面的分析可以看到，我 们并不需要用 8255 进行键盘扩展， 只需将它设计成矩阵键盘就可以达到要求。 也不存在单片机本身输入输出口不足的情况。 智能抢答系统接口的硬件设计主要包括时序控制电路、复位电路、抢答电 路、显示电路、报警电路、控制电路几部分。按键分两个部分:一部分按键对 应选手的号码,即当在规定的时间内第一个按键,对应号码就会在显示屏上显 示。另外一个按键为复位键,由主持人操控,键按下则清屏，并开始计时。同时 可用数码显示器来完成显示功能。 具体操作过程为:开始新的一轮答题时,主持 人按复位键,初值为 20 秒的定时器开始倒计数,并在数码管上显示。若此时有 选手按下按键答题,则单片机扫描输入该选手的号码,并输出控制数码管并显 示该号码,同时封锁其他选手按键;若一轮抢答过程中,无人按键答题,定时时 间到则蜂鸣器响报警,并禁止任何选手按键。 16路智能抢答器的软件系统程序设计由主程序设计，时钟电路程序设计， 抢答电路设