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1、单位代码 01 学 号 1101020024 分 类 号 TN7 密 级 毕业设计说明书抢答器设计院 (系 )名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名 刘十飞指导教师 郭 彬2015 年 05 月 11 日黄河科技学院毕业设计说明书 第 页抢答器设计摘 要当今社会上的竞争愈来愈多，也越来越激烈，评优评先，智力竞赛之类等活动也愈见频繁，因此抢答器的应用与需求也就越来越普遍。而现在市场上的一些抢答器不仅成本高、线路多、体型大，而且安装和使用起来都很复杂。比如普通抢答器，是由通用集成电路制成，价格高、功能单一、性价比较差，往往很容易受人为因素的影响，因此在知识竞赛活动中无法精确保证比赛的公平、公
2、正、直观。考虑到需设定限时回答和锁定按钮等功能，本系统采用STC89C52单片机为控制核心。本文根据系统功能划分成五个模块，分别为：单片机最小系统模块、电源模块、按键输入模块、显示模块、报警模块。软件设计则采用C语言进行编程。该智能抢答器,通过软件编程控制能显示抢到题目的选手编号、违规抢答的选手编号、抢答时间以及答题时间的倒计时，降低了成本、简化了硬件结构，并且抢答公平、误差较小。该智能电路简单、反应快、实用性强等优点，具有较高的推广价值，目前，国内外开始普遍使用。关键词：单片机 STC89C52，抢答器，C 语言黄河科技学院毕业设计说明书 第 I 页The Design of the Res
3、ponderAuthor: liu shi fei Tutor: Guo Bin AbstractCompetition in todays society more and more, also more and more intense, with explicit PingXian, such as quiz activities also increasingly frequent, so the application of the buzzer and the demand is becoming more and more popular. Now on the market s
4、ome of the buzzer is not only cost is high, the line more, large size, and is very complicated to install and use. Ordinary buzzer, for example, is made from common integrated circuit, high price, single function, cost performance is bad, often easily affected by man-made factors, in the knowledge c
5、ompetition, therefore, cannot accurately to ensure that the game fair and just, and intuitive. Considering the need to set the time to answer and lock button, and other functions, this system adopts the STC89C52 single-chip microcomputer as the control core. According to the system function is divid
6、ed into five modules, respectively is: single chip microcomputer minimum system module, power module, key input module, display module, alarm module. The software design using C language for programming. The intelligent responder, through software programming control can show the players get the tit
7、le number, violations of vies to answer first contestant number, vies to answer first time, and problem solving time countdown, reduces the cost, simplifies the hardware structure, and vies to answer first fair and smaller error. The smart circuit is simple, rapid response, strong practicability, et
8、c, is of high popularization value. At present, began to widely used at home and abroad. Key words: Microcontroller STC89C52, responder, c language 黄河科技学院毕业设计说明书 第 II 页目 录1 绪论.11.1 课题背景.11.2 课题研究现状.11.3 目的与意义.21.4 基本的要求.22 总体设计方案论证.33 系统硬件设计.43.1 系统概述.43.2 设计总体框图.43.3 最小系统模块.43.3.1 单片机最小系统.43.3.2 ST
9、C89C52 简介.53.4 键盘扫描电路.73.5 蜂鸣器报警电路.83.6 数码管显示.94 系统软件设计104.1 总体程序设计.104.2 抢答/答题时间设置114.3 数码管动态扫描程序.125 仿真与测试分析.135.1 用 Keil 进行程序编译结果135.2 Proteus 仿真结果.136 电路板的制作与调试.16黄河科技学院毕业设计说明书 第 III 页6.1 制作.166.2 调试.16结论.18致谢.19参考文献.20附录.21附录 A21附录 B21黄河科技学院毕业设计说明书 第 0 页1 绪论1.1 课题背景随着我国抢答器市场的日新月异的发展，与此相关的核心生产技术
10、的应用和开发研究也愈来愈受业内企业的关注。技术工艺，是衡量一个企业进步的重要标准，是衡量一个企业是否具备市场竞争力的重要依据，更是衡量一个企业是否能不断处于主导地位的重要指标。目前市场上抢答器的不仅种类让人眼花缭乱，功能各种各样，而且价格参差不齐。那么选择一款真正适合的抢答器是至关重要的。抢答器是一种在现代竞技社会中十分常见的的设备，它能很快地判断出第一个发言的组号。目前抢答器大部分使用数字集成电路与单片机，而且还附加了很多新特点，比如显示抢答组号、显示组号得分等功能。1.2 课题研究现状抢答器作为一种电子产品，随着各种智力和知识竞赛的越来越多，已普遍应用。如今市场上抢答器种类多样，功能也各有
11、不同。而现在市场上的一些抢答器不仅成本高、线路多、体型大，而且安装和使用起来都很复杂。比如普通抢答器，是由通用的集成电路制成，有些专用集成价格高、功能单一、性价比较差，往往很容易受人为因素的影响，因此在知识竞赛活动中，无法精确保证比赛的公平、公正、直观。目前国内外研究人员都加大对智能抢答器的研究和设计，完善抢答器的各项功能。而由于单片机体积小、价格低廉、功能强、使用灵活等优点，在工业控制、智能仪表、航天航空设备、机器人、家电产品等领域得到了广泛应用，尤其在新产品研制、设备的更新改造中具有广泛的应用前景。现在，智能抢答器的在国内外已经开始普遍应用。 随着科技的进步，现在的抢答器也在不断向数字化，
12、智能化的方向发展，所以抢答器的成本必然被大大地提高。由于现在小规模的知识竞赛愈见频繁，所以那些使用起来方便，物惠价廉的小型抢答器必然越来越受欢迎。随着科技的进步，现在的抢答器也在不断向数字化，智能化的方向发展，所以抢答器的成本必然被大大地提高。由于现在小规黄河科技学院毕业设计说明书 第 1 页模的知识竞赛愈见频繁，所以那些使用起来方便，物惠价廉的小型抢答器必然越来越受欢迎。因此针对各类赛事活动而设计的无线抢答器也应时出现，一个公认的抢答器不仅可以快速、准确的显示出第一名抢答者编号而且还可以排除人为操作及判断带来的误差，它是由电子逻辑代替人的主观，可以在一定的程度上保证了比赛的公正。1.3 目的
13、与意义在设计过程中通过查阅大量资料，掌握了单片机的原理和功能，深刻体会了单片机应用系统硬件和软件的设计方法，锻炼开发单片机应用系统的能力；同时也了解了抢答器结构组成和工作原理，各单元电路的作用及相互影响。所以本研究是在实际应用中比较实用，具有创新性。通过在电路设计过程、结果验证表明用单片机比其他技术的抢答器有许多优点。大多数功能单元都可以通过软件的程序编程在单片机内部实现，得电路简单连接方便，且工作性能可靠，抗干扰能力强。而我所设计的四路抢答器使用的元件普通 ,不仅具有易于购买等优点,而且功能也比较多，使用方便，采用单片机，大大减少布线带来的种种麻烦，所以在国内外已经开始了普遍的应用。1.4
14、基本的要求1）可同时提供最多包括 8 个人（组）的参加比赛，用 8 个按钮来表示。2）在主持人按下“开始”按扭后，开始 30 秒钟倒计时，选手可以正式开始抢答。如果到没有人按下按钮，最后蜂鸣器就会响。3）若主持人还没按下“开始”按扭，就有选手（组）按下，是违反规定抢答，蜂鸣器就会响，同时显示该选手的编号。4）要求具有抢答锁定功能，即某一选手抢到后，其它选手的抢答功能被锁定，无法进行抢答，直至下一轮抢答开始。5）该抢答器有显示和锁存的功能。也就是说当选手按下按钮，锁存器会锁存对应的组号，并且组号显示在左边 LED 数码管上，右边开始 15 秒钟倒计时6）选手可以正式开始抢答的时间、选手回答问题的
15、时间都是可以设置的。黄河科技学院毕业设计说明书 第 2 页2 总体设计方案论证方案一: 八路抢答器系统的各部分都用中小规模数字集成电路,通过硬件电子元器件搭建电路实现，把机械开关按钮作为控制开关完成抢答输入信号的触发。如我用74LS138 编码器等电气器件来实现抢答功能，这个方案不用软件编程，功能实现齐全，可靠性强，但实际搭建起来麻烦，因为需要的元件多，电路复杂，焊板子时也很容易出现错误。方案二：设计基于可编程的 PLC，依据控制系统的工作原理和技术性能系统2可分为硬件和软件。在硬件方面，选择特定的元器件来画原理图；在对电路测试，已达到我们要实现的要求，就软件来说，用特定的语言来编程设计。方案
16、三：系统主要基于单片机作为控制核心的设计。单片机技术比较成熟，体积小价格低，稳定可靠；在外围焊接上了复位电路、上拉电阻、数码管，硬件电路简单，容易调试。单片机算术运算功能强3，软件编程灵活、自由度大，许多功能都可以通过软件编程来实现，例如选手是否抢答，强大的时间是否正确；可以实现倒计时、选手等显示。方案分析：方案一由抢答电路模块、定时电路模块、时序控制模块、译码电路模块，显示电路模块、报警电路模块等部分组成，它的功能很齐全，设计的电路也很稳定，但特定的集成成本高。方案三我用单片机为核心控制器件，其可靠性好，结构简单，完善功能很容易，也可以进行扩展，更深的研究。总体来说在许多方面都比方案一和方案二好，例如性能、效率。其功能的实现也比较方案简洁，经济也实用。综上看来我选用基于单片机的方案，即方案三。黄河科技学院毕业设计说明书 第
