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1、单片机原理及应用单片机原理及应用期末课程设计期末课程设计题题 目：目： 基于单片机的四路抢答器 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名：名： 董昱麟 学学 号：号： 指导老师：指导老师： 成成 绩：绩： 【摘要】本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示四路抢答器的电路组成、设计思路及功能。电路采用数字控制方式，根据锁存器及编码器的工作原理详细讨论了数显抢答器的各部分电路组成和原理，并结合电子设计仿真工作平台（proteus）软件对四路数显抢答电路进行仿真和分析，从而对数显抢答系统有全面的了解和认识。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时
2、间，若在规定的时间内有人抢答，则数码显示和指示南京工程学院成人教育毕业论文南京工程学院成人教育毕业论文基于单片机的四路抢答器基于单片机的四路抢答器1灯亮；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。【关键词】: 数显抢答器；编码器；锁存器；仿真目目 录录第第 1 1 节节 引言引言.2 1.1 数字抢答器的概述.2 1.2 设计任务与要求. 2 1.3 系统主要功能. 3第第 2 2 节节 系统主要硬件电路设计系统主要硬件电路设计.52.1 单片机控制系统原理图.62.2 单片机主机系统电路.62.2.1 时钟频率电路的设计.62.2.2 复位电路的
3、设计.72.2.3 显示电路的设计.72.2.4 键盘扫描电路的设计.72.3 发声.82.4 系统复位.8第第 3 3 节节 系统软件设计系统软件设计.103.1 主程序系统结构图.103.2 程序流程图.103.3 系统程序.11第第 4 4 节节 调试及性能分析调试及性能分析.20南京工程学院成人教育毕业论文南京工程学院成人教育毕业论文基于单片机的四路抢答器基于单片机的四路抢答器2第第 5 5 节节 结束语结束语.21参考文献参考文献.22基于单片机的四路抢答器基于单片机的四路抢答器 第第 1 1 节节 引言引言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就显而易
4、见。目前很多抢答器基本上采用小规模梳子集成电路设计，使用起来不够理想，因此设计一款更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称，所以若利用单片机来设计抢答器，便使以上问题得以解决，针对以上情况，本文设计出以单片机为核心的四路抢答器么我们采用数字显示其直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的空是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，几时两组的抢答时间相差几微秒，也可以分辨出是那组优先按下的按键，它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、功能强大、
5、可靠性好、实用性强的特点 1.11.1 数字抢答器的概述数字抢答器的概述对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本实验设计的数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。更具有实用性。
6、1.21.2 设计任务与要求设计任务与要求南京工程学院成人教育毕业论文南京工程学院成人教育毕业论文基于单片机的四路抢答器基于单片机的四路抢答器3任务：设计一款数字抢答器1.基本要求（1）抢答器同时供 4 名选手或 4 个代表队比赛，分别用 4 个按钮 S0 S3 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，并在 LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。（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（如 30 秒）
7、。当主持人启动“开始“键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5 秒左右。（5）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。（6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示 00。优点：与普通抢答器相比，本作品有以下几方面优势具有清零装置和抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。具有定时功能，在 30 秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。30 秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。 1.31
8、.3 系统主要功能系统主要功能抢答器原理：该抢答器供不多于四个的抢答比赛使用。每个选手的座位前安装一只抢答按钮开关和一只信号灯。主持人的座位前安装一只复原按钮开关、一只蜂鸣器和一只抢答器工作状态指示灯。每当主持人口头发出允许抢答的号令之后，哪个队先按下座位上的按钮开关，该座位的信号灯就先被点亮，同时封锁其他按钮开关的活动。并且熄灭主持人座位上的状态指示灯和发出 3 声类似于电话振铃的提示声，以“声明”此次抢答动作已经完成。在主持人确认后，按下复原按钮，状态指示灯重新点亮，并且同时发出“笛笛”声，为下一次的抢答作好准备。电路中的蜂鸣器 FM 是一只带有助音腔的压电陶瓷蜂鸣器，用于模拟发出报警声的功率放大器和喇叭。在 FM 发声的同时，灯 D6 也在发光。FM 可以看作是一个电容性负载，本身不能流过直流电流。发声的原理是，作用在两个电极极板的电位在发生变化时，陶瓷材料就发生弯曲，从而振动空气发出声音。FM 和 4 只按钮开关 SWaSWd 以及 4 只电阻 RaRd 都是在演示板的基础上额外添加的。由于 RB 端口内部具有上拉电阻，只要用软件设置其有效，即可省略在 4 只端口引脚上外接上拉电阻。按钮开关和指示灯与座位的对应关系如表 1.1 所示:南京工程学院成人教育毕业论文南京工程学院成人教育毕业论文
