《单片机控制的八路抢答器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机控制的八路抢答器（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要 ： 我此次设计的抢答器简单、实用有以下几个功能：1 可同时多组选手参加比赛(我们这里有八组),他们的编号分别是1,2,3,4,5，6，7，8各用一个抢答按钮,按钮的编号与选 手的编号相对应,分别是S1,S2,S3,S4,，S5，S6,S7，S8。2 主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始.3数字抢答器应具有数码锁存,显示功能.抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,在LED数码管上显示选手编号,同时扬声器给出音响提示.此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答.优先抢答选手的编号一直保持8s或者系统清零为止.关键词: 八路； 抢答器, 设计My current design Res
2、ponder Responder no time limit. 1 can simultaneously multiple players to participate in the competition (we have eight here) They were the No. 1, 2,3,4,5,6,7,8 the button with a Responder, button with the number of players corresponding numbers were s1, S2, S3, S4, and retest, s 6, stents, M30 2 set
3、 up a moderator control switch, used to reset the control system and the multifunction start. 3 figures Responder should have a digital latch, display function. Responder began, if the multifunction button activated the players, No. immediately latches. and the LED digital tubes show contestant numb
4、ers, given the same time audio speakers suggested. In addition, the blockade input circuit, prohibit other players Responder. Responder player priority has been to maintain the number of presenters will reset the system to date. Key words: Eighth Route Army, Responder, design 八路数字显示抢答器序 言 抢答器是竞赛问答中一
5、种常用的必备装置, 智力竞赛抢答器的电路有各种各样的,有的很简单,也有比较复杂的，此次做的八路数显并且是使用单片机控制其中包括了组合逻辑电路和时序电路。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。在平时举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，设计一种实用简单的装置是毕不可少的。本次设计使用了74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。此次设计的抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S2S9表示。设置一
6、个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。当其中一路抢先接通电路后，装置自动切断其他电路的信号，同时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。同时为了表现装置的布线的整齐，所以选用了pcb制作板块。设计经过了方案论证、原理图设计、电路布线、系统调试等过程后，达到了设计要求。装置能够满足实际日常生活需要。第 1 章总体设计本次设计的装置采用9v的直流电源主要由抢答电路、控制电路、译码显示、报警电路等几部分组成。充分利用SN74HC373和AT89S52A
7、的功能来实现整个装置的运行。1.1 抢答器的技术指标(1)8路开关输入；(2)稳定显示与输入开关编号相对应的数字18；(3)输出具有唯一性和时序第一特征;(4）当装置接通电源时自检各个部分是否正常;1.2硬件设计要点设计任务给定后，经过详细调研，可能产生多种设计方案，为使硬件的设计尽可能合理，应着重考虑以下几点来进行选择：1.尽可能选择功能完备、工作状态稳定的芯片，以简化电路，提高电路工作效率。2.电路设计过程中，对电路各个部分进行合理安排，留有余地。以方便将来对电路进行修改和扩展。3.工艺设计。包括外观、面板、配线、接插件等。必须考虑到安装、调试、维修的方便。另外硬件抗干扰措施也必须在硬件设
8、计时一并考虑进去。1.3 抢答器的基本组成和工作原理1.3.1抢答器的的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、8段显示器几部分组成。下面逐一给予介绍。数 码 显 示 器译码 电路图1.1 抢答器的组成框图（1）开关阵列电路该电路由多路开关所组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。（2）触发锁存电路当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们
9、之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任意一个产生有效输出。（3）编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码，以提供数字显示电路所需要的编码输入。（4）7段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。（5）数码显示器数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。1.3.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为8路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。电路中，18为上拉电阻和限流电阻。当任一开关按下时，相应的输出为低电平，否则为高电
10、平。由于实际情况与设计时有些误差我发现下拉电阻电位过高（超过0.7v左右）装置不太容易识别高低电平，所以我最后为了正常工作把下拉电阻短接了。图1.2 开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为8路触发锁存电路。图中，74HC373为8D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经8输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其它开关信息的输入将被封锁。由此可见，触发锁存电路具有时序电路的特征，是实现抢答器功能的关
11、键。图1.3 触发锁存电路（3) 编码电路 a、编码器 如图1.4所示，单片机 89S52编码器，当任意输入为低电平时，输出为相应的输入编号的8421码（BCD码）的反码。图1.4 编码器 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。它具有以下标准功能：8k字节flash，256字节RAM，32位I/O口线，2个数据指针，三个16位定时器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振动及时钟电路。另外，AT89S52可降至0hz静态逻辑操作，支持2种软件可选节电模式，cpu停止工作，允许RAM，定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式
12、下，ram内容被保存、振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。下面介绍下各管脚的功能：GND：地P0口：是一个8位漏极开路的双向I/O口，作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口口写“1”时，引脚作高阻抗输入。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器驱动4个TT逻辑电平，对输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P2：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL，逻辑电平，对输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，此时可以作为输入口使用，将送出电流。在访问外部程序或用
13、16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。P3：是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用，此时将输出电流。RST：复位。ALE/PROG：地址锁存控制信号是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的、的输出脉冲。EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。b、晶振常说的晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之
14、，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电.的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q 值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带
15、阻曲线。由于稳定性好,晶体振荡器一般用来产生周期时序信号,常见的用处是作为单片机的内部振荡源。(4)译码驱动及显示单元编码器实现了对开关信号的编码并以码的形式输出。为了将编码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。一般这种译码通常称为7段译码显示驱动器。常用的7段译码显示驱动器有4511等。大多情况下使用的是数码管。平时使用较多的数码有单字和双字之分。数码管尺寸有大有小，这次使用了小的数码管每个数字笔画为一个发光二极管。a、数码管的种类LED显示器在许多的数字系统中作为显示输出设备，使用非常广泛。它的结构是由发光二极管构成如图2-7所示的a、b、c、d、e、f和g七段，并由此得名，实际上每个LED还有一个发光段dp，一般用于表示小数点，所以也有少数的资料将LED称为八段数码管。七段译码器有输出低电平有效和高电平有效的多种型号，LED内部的所有发光二极管有共阴极接法和共阳极接法两种，即将LED内部所有二极管阴极或阳极接在一起并通过com引脚引出，并将每一发光段的另一端分别引出到对应的引脚，LED的引脚排列一般如图2-7所示，使用时以具体型号的LED资料为依据。通过点亮不同的LED字段，可显示数字0，1,29等不同的字符及自定义一些段发光代表简单符
