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1、河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计（论文）题目 基于单片机的多路抢答器的设计学 科 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机083 姓 名 指 导 教 师 辅 导 教 师 摘 要随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以80C51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并手动复位的设计思想。它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键。充分利用了单片机系统结构简单、
2、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。本设计是以抢答为出发点,考虑到需要设定限时回答的功能，利用80C51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。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；满时后系统计时自动复位。最后，利用Prouteus软件进行程序的仿真，在电脑上模拟抢答的过程。关键词：单片机；抢答器；LED显示器；共阳极ABSTRACT With the development and popularization of science
3、 and technology , all kinds of competitions are becoming more and more popular. Thus the role of the answer devices becomes more and more important. This paper designed an eight-way answer device centering on the 80C51 SCM , using the idea that digital display instructs the results directly, latches
4、 theresults automaticly, and resets by hands. According to different contest input signal, it can produce different output signal that measures to the input signal through the control of the SCM. Finally, display the corresponding ways by the LED monitor. Our answer device can distinguish which grou
5、p press the buttons of first even if the competition time between two groups differs a few microseconds. It utilizes the single-chip microcomputers characteristic of simple system structure , powerful, good reliability and strong practicability fully. This design is a system that starts with answer
6、quickly, considering the function of setting limit time to answer, achieved through 80C51 single-chip microcomputer and peripheral interfaces. It joins software and hardware organically through the SCMs principle of microcontroller timer/counter timing and numeration .Thus the system can keep time c
7、orrectly, and make the digital tube show time correctly at the same time. This system slao can realizes the function that players can press the answer button after master press the beginning button only,or it wouldnt be effective.When the setting time is full,the system resets automaticly.Finally,th
8、ere is a pross of simulating through an softwere named Proteus.Key Words：Microcontroller; Responder ; LED monitor ; common anode目 录第1章 绪论11.1 选题依据及研究意义11.2 课题的研究领域21.3 单片机简介2第2章 系统的总体设计52.1 总体设计过程概述52.1.1基本功能52.1.2扩展功能52.2 多路抢答器系统的构成及工作原理62.2.1 系统构成62.2.2 系统的工作原理7第3章 系统硬件设计83.1. 单片机控制单元83.2. 单片机的选择8
9、3.2.1单片机的选择83.2.2单片机的基本结构83.3单片机的最小系统103.4数码管显示电路113.5时钟频率电路的设计133.6 复位电路的设计113.6.1复位电路的可靠性设计113.6.2人工复位123.6.3 80C51单片机复位后的状态123.7系统元器件清单17第4章 系统的软件设计194.1抢答器流程图194.2抢答器I/O口地址分配214.3抢答器接线图214.4 抢答器主程序22第5章 程序编译245.1. Keil 工程文件的建立、设置与目标文件的获得245.1.1 源文件的建立245.1.2 建立工程文件205.2.工程的详细设置2175.3.编译、连接30第6章
10、系统的仿真326.1. 关于proteus326.1.1 Proteus软件326.1.2 操作Proteus仿真软件326.2.抢答器proteus软件的仿真37 6.2.1仿真之前的准备.37 6.2.2仿真结果分析.38毕业设计小结42参 考 文 献43致 谢44附：毕业实习报告 英文翻译 英文原文基于单片机的多路抢答器的设计第一章 绪论1.1 选题依据及研究意义随着我国改革开放以来，人们生活水平不断提高，个人财产也日益丰富,人们除了注重物质生活外,对精神生活的要求也越来越高。智能抢答器，是基于单片机设计和开发的一个实用性产品，在现代社会里。无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目,都会
11、举办各种各样的智力竞赛。特别是在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易等，都会用到抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。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的产品,这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路越复杂，且成本也比较高，发生故障的可能性也比较高传统普通抢答器主要存在以下缺陷：传统的抢答器都是导线布线，受现场环境影响很大。显示方式简单，无法判断提前抢按按键的行为且不便于电路升级换代。当今计算机的普及和电子信息技术的迅
12、猛发展,对智能抢答器有了更高的要求，如何有效的保证许多公开竞争场合裁决的公平，公正。单片机智能抢答器为之提供了条件和发展空间。建立一个价格适宜、智能化、自动化、数字化等特点的智能抢答器具有重要意义。 本设计应用以单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构，抢答器又称为第一信号鉴别器利用单片机本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。1.2 课题的研究领域本装配系统涵盖了机、电、光一体化专业中所涉及人机界面、机构结构与单片机程序设计、LED等技术，使用该系统可使竞赛真正达到公正、公
13、平、公开。由于单片机具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小等显著优点，是实现机电一体化的理想控制装置。因此在设计抢答器系统时，单片机起到了关键的作用。1.3 单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器。只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和
14、CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTELI960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌
