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1、2014 2015学年 第 1 学期单片机C51技术应用课 程 设 计 报 告 题 目： 智力竞赛抢答器 专 业： 电子信息工程 班 级： 12电子信息（2）班 姓 名： 陶香成 孙时平 汪政 王亚南 王震 王攀登 指导教师： 王银花 电气工程学院2014 年 11月27日任务书课题名称智力竞赛抢答器指导教师（职称）王银花（副教授） 执行时间20142015学年第1学期 第13周学生姓名学号承担任务孙时平 1209121095查阅资料 陶香成1209121096模板的设计及规划 汪政1209121097制图 王攀登1209121098语言文字的书写及串联 王亚南1209121099整体布局的设
2、计 王震1209121100资料的整理及编辑设计目的基于单片机STC89C52单片机为核心，设计具有八个抢答键的数字抢答器，实现八路数字智力竞赛抢答器功能。 设计要求(1) 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SW1 SW8表示。(2) 设置一个系统复位键RESET，一个系统开始键START，由主持人控制。(3) 抢答器可自动识别抢答成功的选手，并在LED数码管上显示该选手编号，同时蜂鸣器发出提示声。选手抢答成功后其他选手不可抢答，及按下抢答键后无效。(4) 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(默认30秒)。当主持人启动 START键后，中断程序开始计时。抢答
3、时间开始减少。同时蜂鸣器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒。(5) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，报警0.5秒，数码管上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人启动RESET复位键为止。(6) 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并自动复位。准备下一次的抢答。目 录摘 要4一、绪论511 课题的背景与意义5111 课题的背景5112 课题的意义512 课题的任务和要求5121 课题的任务5122 课题的要求6二、 STC89C52单片机系统说明721 89系列单片机的概况722 STC89C52单片机介绍823 STC89C52单片机的性能1124 各类单片机的
4、比较与分析123 数字抢答器总体方案的设计1231 系统硬件的设计13311 系统设计原理图13312 时钟频率电路的设计14313 复位电路的设计15314 显示电路的设计16315 键盘扫描电路的设计16316 报警电路的设计1832 系统软件的设计18321 Keil C51 v8.05软件介绍18322 主程序系统结构图19结论20参考文献21附录A22答辩记录及评分表29摘 要随着科学技术的发展，人们学习知识的手段也越来越多。趣味抢答竞赛就是其中的一种。众所周知，抢答赛一定要公平，公正的判断出选手的答题权，这就离不开抢答器。通过本课题的设计研究，设计一种基于单片机的数字抢答器，该设备
5、投资小，操作简单，功率小，效率高，是现代抢答赛不可或缺的工具。本课题简单的介绍了89C52单片机的概况。采用经典的绘图工具Protel99Se设计原理图，C语言功能强大的Keil C51来编写程序。课题叙述了数字抢答器的基本原理，介绍一种以89C52单片机为核心的八路数字抢答器系统。给出了一种数字抢答器的设计方案。设计内容包括声音提示、主持人键、选手编号显示，剩余时间显示等部分。此次设计的抢答器拥有电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠等特点。本课题从硬件和软件两方面阐述了该抢答器系统的设计技术。经过调试和运行,该抢答器达到了预期目标。关键词：单片机；抢答器；Protel99Se；Keil C
6、51 一、绪论11 课题的背景与意义111 课题的背景 随着科学技术的迅猛发展，单片机的应用正在不断的深入。它有着价格低廉，体积小巧，性能优越，开发简单，耗能低等优点。正逐步用来开发各种智能家电，学习用具，工业设备等产品。同时带动传统控制检测技术日新月异的更新。2112 课题的意义目前，各学校、企业、电视台及其他单位常举办各种智力和知识竞赛。这些竞赛又离不开抢答的环节。然而我们常看到的是举办方通过选手举手来判断答题权。这在某种程度上会因为主持人的主观误判造成比赛的不公平性。这就很容易影响一次竞赛的气氛。在电子产品日益廉价、高效、简单易用的今天，这种方式已经不适应社会的需要了。在这个竞争激烈的社
7、会中，比赛要做到公正、准确、高效以及直观的判断选手的答题权，数字抢答器就必不可少了。国内外研究进展及发展趋势：我国电子市场正在突飞猛进的发展。当然，抢答器也不例外。抢答器作为一种电子产品。已广泛用于各种智力和知识竞赛场合。但目前所使用的传统的抢答器工艺复杂，可靠性低，实现困难，体积庞大，操作更是不简单。这极大的影响了整个行业的发展。随着科学技术的发展，现在抢答器必然将向着数字化，智能化，小型化方向发展。因此，本课题选择了STC89C52单片机来设计具有八个抢答键的数字抢答。该抢答器具有制作简单，成本低廉，可靠性高，易于实现，体积小巧以及操作简单等特点。对于STC89C52单片机，第二章有详细介
8、绍。这里不做赘述。12 课题的任务和要求121 课题的任务利用现在市面上性价比极高且易于购买的STC89C52单片机设计一款数字抢答器，需实现以下功能：(1) 八名选手同时使用；(2) 能显示答题人的编号；(3) 需显示出剩余时间；(4) 开始与抢答成功声音提示；(5) 主持人可控制开始和结束抢答；(6) 时间可调。122 课题的要求本设计主要内容：接通电源后，系统自动复位，无需手动按复位键。抢答器处于禁止状态，选手按抢答键无效，也不作提示。数码管显示030，主持人这时可以按动ADD键与DEC键设置抢答剩余时间；主持人启动START键后，抢答器开始工作。蜂鸣器给出声响提示。抢答时间开始减少，直
9、到有选手抢答为止。如果在规定的时间内，没有选手抢答，抢答器自动复位。选手在设定的时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号显示、蜂鸣器提示。当一轮抢答成之后，禁止二次抢答、数码管显示当前剩余时间。选手答题结束后，主持人按下RESET键，抢答器复位，方可进行下一轮的抢答。该数字抢答器的预期目标如下：(1) 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SW1 SW8表示。(2) 设置一个系统复位键RESET，一个系统开始键START，由主持人控制。(3) 抢答器可自动识别抢答成功的选手，并在LED数码管上显示该选手编号，同时蜂鸣器发出提示声。选手抢答成功后其他选手不可抢答，及按下抢答键后无效
10、。(4) 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(默认30秒)。当主持人启动 START键后，中断程序开始计时。抢答时间开始减少。同时蜂鸣器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒。(5) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，报警0.5秒，数码管上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人启动RESET复位键为止。(6) 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并自动复位。准备下一次的抢答。二、 STC89C52单片机系统说明图 21 STC89C52单片机STC89C52单片机内部包含了作为微型计算机所必须的基本功能部件，各功能部件相互独立的集成在同一块芯片上。本
11、章主要介绍STC89C52单片机的系统结构及其功能。21 89系列单片机的概况AT89系列单片机是ATMEL公司的8位 Flash 单片机系列这个系列单片机的最大特点是在片内含有 Flash 存储器。能方便的存储所开发的程序，而不需要外加储存模块。因此, 在应用中有着十分广泛的前途。特别是在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。89 系列单片机特点：AT89 系列单片机是以 8051 内核构成的。 所以, 它和 8051 系列单片机是兼容的系列。这个系列对于以 8051 为基础的系统来说, 是十分容易进行取代和组成的。故而对于熟悉 8051 的用户来说, 用 ATMEL 公司的
12、 89 系列单片机进行取代 8051 的系统设计是轻而易举的事。89 系列单片机的优点：(1) 内部含 Flash 存储器 在系统的开发过程中可以十分容易进行程序的修改这就大大缩短了系统的开发周期同时在系统工作过程中能有效地保存一些数据信息即使外界电源损坏也不会影响到信息的保存。(2) 和 80C51 插座兼容 89 系列单片机的引脚是和 80C51 的引脚一样的所以当用89 系列单片机取代 80C51 时可以直接进行代换这时不管采用 40 引脚或是 44 引脚的产品只要用相同引脚的 89 系列单片机取代 80C51 的单片机即可。(3) 静态时钟方式。89 系列单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。(4) 错误编程亦无废品产生。一般的 OTP 产品一旦错误编程就成了废品，而 89 系列单片机内部采用了 Flash 存储器所以错误编程之后仍可以重新编程直到正确为止。故不存在废品。(5) 可进行反复系统试验。用 89 系列单片机设计的系统可以反复进行系统试验。每次试验可以编入不同的程序。这样可以保证用户的系统设计达到最优。而且，随用户的需要和发展还可以进行修
