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基于51单片机抢答器-.doc
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2023-07-03
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基于51单片机抢答器-.doc
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摘 要
数字抢答器是由扩展电路和主体电路构成的。在显示器上输出的参赛队的输入信号是由优先编码
电路、锁存器和译码器电路等生成的;扩展电路是在显示器上输出实现计时功能,由定时电路、译码
电路将秒脉冲产生的信号构成。主体电路是由控制电路、主持人开关启动报警电路构成。数字抢答器
成形是经过布线、调试和焊接等工作。
单片机为了试外围电路的实现更加简单,简化了外围硬件电路,把很多任务都交给了软件编程。
单片机不仅应用方便,而且体积小价格低,还很稳定可靠。
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。
关键词:AT89C51 LED 数码管 抢答电路 定时电路 抢答电路
目 录
1 绪 论......................................................................................................................................1
2 实验目的和意义 ..........................................................................................................................1
3 抢答器的系统概述............................................................................................................2
3.1 系统的主要功能 ...........................................................................................................................2
3.2 抢答器的工作过程.......................................................................................................................3
3.3 器件选型方案及详细清单..........................................................................................................3
3.4 AT89C51 的功能及简介 ...............................................................................................................4
3.5 抢答器的优点及组成...................................................................................................................5
4 系统总体方案的设计 .......................................................................................................6
4.1 硬件电路的设计 ...........................................................................................................................6
4.2 总体原理图 ....................................................................................................................................7
4.3 时钟频率电路的设计...................................................................................................................8
4.4 复位电路的设计 ...........................................................................................................................9
4.5 显示电路的设计 ...........................................................................................................................9
4.6 键盘扫描电路的设计 ................................................................................................................10
4.7 发声电路 ......................................................................................................................................11
4.8 系统复位 ......................................................................................................................................11
5 软件设计.............................................................................................................................12
5.1 软件设计流程图 .........................................................................................................................12
5.2 软件设计代码 ...........................................................................................................................13
6 总结......................................................................................................................................16
参 考 文 献 ..........................................................................................................................17
1 绪 论
抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观地分辨出最先获
得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认
出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路,并增加了许多新功能,
如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
本课题利用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
示时间和选手号码。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。
2 实验目的和意义
通过这次设计,掌握 51 单片机的原理,了解简单多功能抢答器组成原理,初步掌握多功能抢答
器的调整及测试方法,提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试,提高自
己的动手能力,巩固已学的理论知识,建立单片机理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路
之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的
调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。
本系统采用模块化设计智能抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答按钮。主持人
有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改,抢答时间和选手回答问题的时间设置,原始状态下
抢答时间为 20s,回答问题时间为 30s。通过加键和减键修改上述时间,改完后结束键确定。新时间
开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号,在
最后五秒扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规
者的代号,扬声器持续发生。主持人可按键结束,新一轮抢答开始。
通过研究并在设计验证后发现,采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比,首先,
电路连接简单,因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部,第二,工作性能可靠,抗干扰能
力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计,具有创新性。
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oligaga
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