设计方案单片机抢答器

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1、_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 基于单片机的抢答器电路设计摘要 ：随着人才的竞争也越来越猛烈,一些企事业单位为了选拔或者嘉奖员工会实行智力问答、学问竞赛的方式,所以抢答器也就成为必备的设备；本文介绍了一种基于单片机的抢 答器的设计方法,以单片机为掌握核心,通过检测按键的方式来判定抢答的选手,并将选手的 编号以数字的方式在数码管上显示出来；在选手回答疑题时,其他选手的抢答按键将被屏蔽；系统仍为每路抢答器设置了双色发光二极管,用于指示选手抢答胜利或犯规；本文提出的设计 方法简洁易懂、操作便利；关键字 ：抢答器、单片机、数码管,74LS164 The

2、DesignofThe ResponderBased On Microcontroller Abstract:With the competition between talents is more and more fierce. As a result, to select and reward the staff, some of enterprise and public institutions take a way of mind quiz or knowledge competition, and responderbecomes one of the necessary equ

3、ipments. In this paper, the author introduces a design procedure of the responderbased on Microcontroller , with the cybernetics core of Microcontroller , and through the way of testing the keysdge which competitor races to be the first to answer and to show the number of the competitor digitally on

4、 the digitaltube. Also, when the competitor presses the key, the buzzer will be singing at the same time and the signals of others answer keys will be shielded. The system also setsdouble colour Light emitting diode for differentr responder, which can dedicate the success or foul of competitors. Gen

5、erally speaking, the design procedure introduced is easy to understand and convenient to operate.Keywords:Responder、Microcontroller 、Digital tube、74LS164_精品资料_ - - - - - - -第 1 页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目 录_精品资料_ - - - - - - -第 2 页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用

6、 第一章 序言随着运算机技术的进展和在掌握系统中的广泛应用,以及设备向小型化、智能化进展,作 为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用敏捷等优势,显示出了很强的 生命力；进入 21 世纪以来,开发推出单片机的公司很多,各种高性能单片机芯片市场也反常 活跃,新技术的不断采纳,更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高；因其功 耗低,超高型,低成本,功能完整,在国内越来越受到用户的重视和广泛使用；1.1 选题目的及意义抢答器是一种应用于企事业单位或者智力竞赛节目中作为抢答使用的一种电子设备；随着 社会经济的飞速进展,人才的竞争也越来越猛烈,一些企事业单位为了选拔或者嘉奖员工

7、会采 取智力问答、学问竞赛的方式,所以抢答器也就成为必备的设备；由于现在社会上普遍使用的 抢答器一般都是老式的模拟、数字混合电路设计的电子抢答器,虽然这种设计技术已经特别成 熟,但是功能单一,电路结构特别复杂巨大,成本相当高,不易于修改、升级和功能的扩展；并且抢答器的使用频率较低,做为一个单位如专购一台抢答器虽然在经济上可以承担,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使电子器件的）抢答器损坏,再购置的麻烦和准时性就会影响活动的开展；因此设计了本抢答器即基于 51 单片机的 8 路抢答器；本说明书共分为 4 章,第一章课题分析与方案论证；其次章对硬件进行了具体的说明；第 三章对系统的软件进行了分析

8、；第四章有挑选地列举了软硬件在调试过程中显现的问题,并对 问题作出了分析；设计的最终成果是：能通过抢答显示抢答者组号；限时抢答；答题具有倒计 时功能；违规抢答用不同指示信号；1.2 抢答器简介抢答器时在竞赛、文娱节目中可以精确、直观地判定出抢答选手的电子设备,通过抢答选 手的指示灯显示、声音提示、数码管显示等方法指示抢答选手；抢答器主要分为电子抢答器和 电脑抢答器；电子抢答器：电子抢答器的中心一般是由单片机及其外围电路组成的,多适用于学校和企 事业单位的简洁的抢答活动；电子抢答器有语音和非语音之分,非语音抢答器只有一个主机和 一个抢答器按钮,没有记分牌显示屏；语音抢答器由主机和显示屏组成,可以

9、记录选手的分 数；电脑抢答器：电脑抢答器有无线和有线之分；无线电脑抢答器是由主机、抢答器专用软件 和无线按钮组成,利用电脑和投影仪等设备可以活跃抢答的气氛,多适用于大型的活动；有线 电脑抢答器也是由主机和电脑组成,只是必需通过串口方式连接,协作投影仪和软件等,也可_精品资料_ - - - - - - -第 3 页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用以达到无线电脑抢答器活跃气氛的成效；_精品资料_ - - - - - - -第 4 页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 其次章个人资料整理仅限学习使用方案设计

10、2.1 课题要求 系统设计方框图如图 2-1 所示；以 AT89S51单片机为掌握器,单片机通过查询的方式判定 哪一路按键按下,并将抢答选手的编号送至数码管显示电路进行显示,某一位选手抢答胜利 时,其他选手的抢答按键将被屏蔽,同时数码管显示回答疑题的定时时间；在抢答期间,数码管可以显示抢答定时时间,抢答胜利以LED灯亮提示,假如选手抢答犯规,就以另一色LED灯亮提示；图 2-1 系统设计方框图2.2 设计方案挑选2.2.1 系统设计方案挑选方案一：利用规律电路来搭建系统电路；按下按键后电路中的高电平触发蜂鸣器蜂鸣提 示,同时给显示单元数字芯片一个高电平触发信号,进而来驱动显示电路显示数字；利用

11、这种 方法设计的抢答器电路结构复杂,所用的芯片比较多,显的比较巨大,也不利于硬件制作,功 能单一,修改与扩展比较繁琐；方案二：利用单片机搭建系统电路；单片机通过检测按键来判定抢答选手,并将选手编号 送数码管显示；电路简洁清楚、操作便利；比较以上两种方案,第一种方案除了电路结构复杂外,对于按键的屏蔽也很难做到,而第 二种方案通过软件程序很轻松就可以实现按键屏蔽、编号显示等功能；所以,本设计选用其次 种设计方案；_精品资料_ - - - - - - -第 5 页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.2.2 掌握器挑选对于掌握芯片常用的可以

12、挑选的有CPLD 器件和单片机；方案一： CPLD 器件；采纳 CPLD 器件设计起来结构清楚,各个模块从硬件上设计起来相 对简洁,掌握与显示模块间的连接也会比较便利,但是考虑到本设计的特点,CPLD 在功能扩 展上比较受限制,而且 CPLD 占用的资源也相对多一些,从成本上来讲,用可编程规律器件来 设计没有什么优势；方案二：单片机；单片机有丰富的中断源,便利本试验的设计,它的精确度相当高,并且C 语言和汇编兼容的编程环境也很便利来实现一些调用；I/O 口功能也比较强大,便利使用,便利对设计进行扩展,使设计更加完善,成本也相对低一些,虽然在掌握与显示的结合上有些 复杂,但和前者相比用单片机设计

13、仍是比较可行的；综上所述,本设计选用单片机作为系统掌握器；2.2.3 显示器件挑选方案一：采纳 LCD 液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字、图形,显示多样,清楚可见,但是价格昂贵,需要的接口线多；方案二：采纳点阵式数码管显示,点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,比较适 合显示文字或者制作大型屏幕；方案三：采纳 LED 数码管动态扫描, LED 数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且 采纳动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少；综上所述,抢答器显示上要求显示选手的编号和定时时间,所以,本设计选用数码管作为 显示器件；_精品资料_ - - - - - - -第 6

14、页,共 34 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 第三章 系统硬件设计3.1 电路设计环境本设计硬件电路是在 Protel 电子设计软件环境下进行设计的,系统整体电路原理图见附录2；Protel 电子线路设计软件是在TANGO 基础上改进的电路CAD 软件,由原理图编辑、印制板设计、原理图输出、印制板输出、原理图器件库编辑和其他应用程序组成；电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步,也是特别重要的一步；电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作；电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤：1、设置电路图纸参数及相关信息 依据电路图的复杂程度设置图纸

15、的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息,为以 后的设计工作建立一个合适的工作平面；2、装入所需要的元件库 将所需的元件库装入设计系统中,以便从中查找和选定所需的元器件；3、设置元件 将选定的元件放置到已建立好的工作平面上,并对元件在工作平面上的位置进行调整,对 元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置,以便为下一步的布线工作打好基础；4、电路图布线 利用 Protel 所供应的各种工具、命令进行画图工作,将事先放置好的元器件用具有电气意 义的导线、网络标号等连接起来,布线终止后,一张完整的电路原理图基本完成；5、调整、检查和修改 利用 Protel 所供应的各种工具对前面所绘制的原理图做进一步的调整和修改；6、补充完善 对原理图做一些相应的说明、标注和修饰,增加可读性和可观性；7、储存和打印输出 这部分工作主要是对设计完成的原