单片机课程设计--八路智力竞赛抢答器

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1、一一 绪论绪论 单片机原理及应用技术是一门技术性，应用性、实践性很强的学科。课程设计是 学好本门课程的又一重要实践性教学环节， 课程设计的目的和任务就是配合单片机的教学和 平时实验， 以达到巩固消化课程的内容， 进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和 设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学 生综合运用所学知识的过程， 是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 在实际 生活中有好多地方都用到了单片机，因此学习好这门课程有着十分重要的意义。 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答 器作为一种工具， 已广泛应

2、用于各种智力和知识竞赛场合。 抢答器是为智力竞赛参赛者答题 时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。能 够实现抢答器功能的方式有多种， 可以采用前期的模拟电路、 数字电路或模拟与数字电路相 结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维 护困难。 本节介绍一种利用 51 单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答器。 近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩 大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。单片机 应用技术已成为一项新的工程应用技术。

3、本次课程设计我们做的是八路抢答器，我们采用 AT89C51 单片机实现抢答功能，性能更稳定，更易操作调试。 目前大多数抢答器均使用单片机及外围接口实现， 基于单片机的智力竞赛抢答器系统框 图如下图所示。 1.21.2 设计目的设计目的 通过设计学习单片机最小系统的基本设计方法，掌握单片机应用系统的开发调试过程。 （1）学习单片机开发工具功能、特点和使用方法。 （2）学会单片机控制系统程序的编制和编制和调试方法。 （3）设计单片机抢答器硬件电路，绘制出电路原理图。 （4）编制并调试出键盘扫描程序和显示驱动程序。 （5）掌握单片机定时器的基本用法，编制出定时器的中断程序。 二二 设计任务和要求设计

4、任务和要求 2.12.1 基本要求基本要求 智力竞赛抢答器的设计 设计一个供8 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器，要求： （1）每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应； （2）抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选 手按抢答按钮，则该选手指示灯亮，并在数码管上显示相应编号，扬声器发出音响 提示。同时，电路应具备自锁功能，禁止其他选手再抢答，优先抢答选手的编号一 直保持到主持人将系统清0 为止； （3）抢答器具有计分、显示功能。预置分数可由主持人设定，并显示在每名选手的计 分牌上，选手答对加10 分，答错扣10 分； （4）抢答器具有定时抢答的功能。

5、一次抢答的时间由主持人设定，在主持人发出抢答 指令后，定时器立即进行减计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响， 声响时间持续0.5s 左右； （5）选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编 号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清0 为止； （6）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的 报警，并禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00； （7）抢答器具有犯规提示功能。对提前抢答和超时抢答的选手，扬声器发出报警信号， 并在显示器上显示其编号。 三三 设计方案设计方案 3.1 方案论证 智力竞赛抢答器用单片机来设计制作完成,由

6、于其功能的实现主要通过软件编程来完 成, 采用单片机 AT89C51,它是低功耗、 高性能的 CMOS 型 8 位单片机。 片内带有 4KB 的 Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。该智力竞赛抢答器的准确度很高，其误差主 要由晶振自身的误差所造成。 3.2 硬件设计方案 设计根据课程设计要求可以大概构思出硬件电路图：发光二极管与单片机的 P1.0 P1.7 口相连接；P3.2 口与蜂鸣器相连接； 用以 A T89C51 为核心的单片机控制方案，通过相应的程序，并通过按键来进行电平 识别，再由单片机输出相应的程序，并将相应数值通过数码来显示。用单片机来制作的 抢 答器，硬件电路主要是用 8279 键盘显示接口电路，极大地减轻了单片机的负荷。 3.3 软件设计方案 1）键盘扫描及锁存功能的实现 方案一： 利用外部中断法，将键盘接至外部中断 P3.2 或 P3.1，当有键盘按下后，进入 中断程序，用软件编写进行相关操作来控制各个按键怎样按下。对于这种方法，当要锁存电 路时，在中断程序中关中断即可实现锁存功能。 方案二：采用读键值函数扫