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1、八位智力抢答器 摘 要在学校、工厂、军队等益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上的智力竞赛抢答器，绝大多数是以模拟电路或数字电路设计的产品。但是，成本偏高，故障多，显示方式简单，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。本文设计了一种基于AT89C52单片机技术的八路数字抢答器。主体电路由抢答电路，优先编码电路和锁存电路以及控制电路组成，扩展电路由报警电路和显示电路组成。文章对抢答器的背景与现状、硬件设计、软件设计及其仿真都做了详细的介绍。本设计主要采用单片机控制，采用手
2、动抢答的方式，有人抢答后，系统自动封锁其他人的抢答按钮，使其不能再抢答，从而实现抢答功能。若有人在主持人按下开始按钮之前按下抢答按钮，系统自动视其为犯规，抢答器自动报警，显示器同时显示犯规选手的号码，使抢答达到公平、公开的效果。关键词：单片机；抢答器；LED显示ABSTRACTIn schools, factories and military or other educational TV programmes, Will be holding a variety of quizzes. today,The vast majority of quizzes Responder are use
3、 analog circuits or digital circuit design products On the market.But,cost is high, displayed simple, which is not easy to judge by early Response behavior.With the rapid development of science and technology in recent years, SCM applications are deepening, while the traditional control test drive r
4、apid updated. This paper describes the design of a eight digital responder based on AT89C52 single chip. The main circuit is composed of answer circuit, priority coding circuit and a latch circuit and control circuit: expansion of the circuit is mainly composed of an alarm circuit and display circui
5、t.Article on the Responders background and present, hardware design, software design and simulation have made a detailed introduction. This design mainly uses the MCU control, with manual answer in the way, some people answer in, the system automatically block other peoples answer in the button, so
6、that it can not answer in order to achieve Responder feature. If one host press the start button before pressing the answer in the button, the system automatically view them as foul, Responder automatic alarm, the display also shows the number of fouls players to answer in a fair, open effect.Key Wo
7、rds: single-chip Microcomputer；the Answering Racer；LED displayl概述21世纪，电子技术进入了突飞猛进的发展阶段。随着集成电子技术的迅速发展，特别是微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫无夸张的说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来一次新的技术命。目前，单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已进入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一
8、个国家工业发展水平的标志之一，单片机的发展阶段可分为： 第一阶段（19711974年）1：1971年11月美国Intel公司首先设计成集为 2000只晶体管的4位微处理器Intel 4004，并且配有随机存储器ROM和移位寄存器等芯片，构成第一台MCS-4微型计算机。1972年4月Intel公司又研发成了功能较强的8位微处理器Intel 8008，这些微处理器虽说不是单片机，但从此拉开了研发单片机的序幕。 第二阶段（19741978年）：初级单片机阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。这个系列的单片机内集成有8位CPU、并行IO串口、8位定时器计数器，寻址范围不大于4K，且无串行口。 第
9、三阶段（19781983年）：高性能单片机阶段。这一阶段单片机普篇带有串口、多级中断处理系统、16位定时器计数器。片内ROM、RAM容量加大，寻址范围到了64K，有的还带有AD转换接口。比如Intel公司的MCS-51,Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。这类单片机的应用领域已经及其广泛，这类系列的各类产品是目前国内外产品的主流。其中MCS-51系列产品，由于其优良的性能价格比，特别适合我国的国情，MCS-51系列单片机有可能稳定相当一段时期。现在国内的MCS-51热正在继续升温，随着我国经济建设步伐的加大，MCS-51系列单片机必将在哥哥领域大显身手。 第四阶段（1983
10、）：8位单片机巩固发展到16位单片机推出阶段。此阶段主要特征是一方面发展16位单片机及专用单片机；另一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同的用户需要。 MCS-51系列属高档单片机，近年来，Intel公司在提高该系列产品性能方面做了不少工作，相继推出了不少新产品： （1）805287528032：将原来805187518031单片机进行了扩展，片内数据存储器增至256字节，程序存储器增至8K，定时器计数器增至3个16位计数器，有6个中断源。（2）低功耗看的CHMOS工艺芯片80C5187C5180C31：这种芯片允许电源波动范围大，为5V20%，并有三种功耗控制方式。（3）具有高
11、级语言编程的芯片8052AH-BASIC.该芯片在片内固化有MCS-BASIC52解释程序，软件开发比较方便。此外还能实现BCD码的浮点运算以及16进制数和十进制数的转换。 （4）高性能的C52系列：在8052的基础上，采用CHMOS工艺，并将MCS-96系列中的一些高速输出、脉宽调制、上下定时器计数。第一章 绪论1.1抢答器的意义无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目,都会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器,但绝大多数是早期设计的,以模拟电路、 数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路相对来说就越复杂,
12、且成本偏高,故障高,显示方式简单,无法判断提前抢按按钮的行为,不便于电路升级换代。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异。本设计就是利用微电脑芯片(单片机)作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生,用单片机本身的优竞赛真正达到公正、 公平、公开。1.2系统设计的功能1.2.1基本功能1、同时供8名选手比赛，分别用8个按钮S0 S7表示。 2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保
13、持到主持人将系统清除为止。 1.2.2扩展功能1、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（如30秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。 2、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。3、如果定时时间已到，无人抢答，则抢答无效，系统报警并禁止抢答，显示器上显示00。 第二章 总体方案的设计2.1抢答器的需求分析1、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。 2、抢答限定时间和回答问题的时间可是在199s设定。 3、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。
14、4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。 5、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法2.2抢答的工作过程1、如果想调节抢答时间或答题时间,按加一键或减一键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下加1s键,如果想减一秒按一下减1s键，时间LED上会显示改变后的时间，调整范围为099s, 0s时再减1s会跳到99，99s时再加1s会变到0s。2、主持人按抢答开始键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设20s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻进入回答倒计时（预设30s抢答时间），不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效
15、。3、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按停止按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按抢答开始进入下次抢答计时。4、如果主持人未按抢答开始键，而有人按了抢答按键，犯规抢答，LED上显示该抢答选手，直到按下开始 键为止。2.3 功能要求本次设计要求在熟练使用51系列单片机的基础上，设计出相关的外围电路，并利用所选用的常用芯片设计出抢答器，要求可通过软件实现调整抢答器的答题或抢答时间，LED显示器可显示抢答或答题时间的倒计时，在时间快要用尽或者有人犯规的情况下，蜂鸣器可发出声音报警。2.4系统功能框图系统功能框图下图2-1所示单片机AT89C52八段数码管显示蜂鸣器报警电路选手抢答按钮主持人控制的按键时间调整按钮图2-1 系统功能框图接通5V电源，显示器显示“FFF”；开始键按下，抢答倒计时开始，显示器显示倒计时时间，同时系统扫描选手抢答按钮，选手按下按钮，显示器显示倒计时开始后的首先按下按键的选手；进入答题计时，显示器显示选手号码和答题倒计时时间；答题计时结束后，系统复位，显示器显示“FFF”。如果中途想恢复到最初阶段，则需按下复位键。第三章硬件电路的设计3.1 硬件主要组成电路硬件电路主要由AT89C52单片机及其外围电路（包括复位电路、外部晶振）、按键电路、显示电路、蜂鸣器报警电路。
