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1、基于51单片机智能竞赛抢答器设计与实现摘 要智能抢答器作为一种电子产品已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但目前所使用的抢答器有的电路较复杂，不便于制作，而且可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成芯片，而专用集成芯片的购买又很困难。为适应多选手抢答活动的需要而设计一个智能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通，易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。本系统就是采用AT89C51单片机为核心而设计的八路智能抢答器。本系统采用软硬件结合的方法而设计，其中硬件设计是借用单片机AT89C51为中心控制模块，采用模块化设计思想，根据系统功能划分成六个模块，分别为：核心控制
2、模块、电源模块、时钟与复位模块、按键输入模块、显示模块、报警模块。软件设计是采用汇编语言编程。在抢答器设计过程中，首先完成总体方案的论证制定，然后分析系统的工作原理，在此基础上设计出各部分单元电路原理图，进一步完成对系统电路的设计。在对系统工作原理充分研究的基础上，选择合适的元件型号和参数，再用protel绘图软件画出电路原理图，最后根据电路接口编写软件程序。关键词: 抢答器 单片机 AT89S51 模块 按键ABSTRACTABSTRACTThe intelligent vies to answer first as a kind of electronic products have be
3、en widely applied in all kinds of intelligence and knowledge competition situation. But using the current is some complicated circuit vies to answer first, do not facilitate production, and reliability, low difficult to achieve; Others use some special integrated chips, and the purchase of the speci
4、al integrated chips and very difficult. In order to adapt to the needs of the many players vies to answer first activities and design a intelligent vies to answer first device, this vies to answer first instruments have circuit is simple, components, easy to buy ordinary etc, and solves the difficul
5、t and hard to buy makers make the problem. This system is AT89C51 microcontroller as the core and the design of the intelligent vies to answer first 8. The system USES the software and hardware of the method of combining and design, including hardware design are borrowed from the single-chip microco
6、mputer AT89C51 as the center control module, the modular design division, with six module, respectively is: the core control module, the power modules, clock and reset module, key input module, display module, alarm module. The software design is the common assembly language programming. In the desi
7、gn process, vies to answer first do first overall scheme, and then analyses the argument for the working principle of the system, and based on this, the design of unit of the circuit principle diagram, further to the design of the system to complete the circuit. In the working principle of the syste
8、m based on the study of the fully, and choose appropriate component model and parameter, garnish with protel drawing software draw circuit principle diagram, according to write software interface circuit program. Keyword: vies to answer first; microcomputer; AT89C51;module; buttoni目录目录第一章 绪 论11.1 课题
9、研究现状11.2 选题的目的与意义11.3 课题要求的研究及内容21.4 本论文的组织架构3第二章 总体方案论证52.1 总体方案分析52.2 智能抢答器模块化设计7第三章 硬件电路设计93.1 核心控制模块103.1.1 单片机的选型103.1.2 AT89C51单片机的介绍123.1.3 AT89C51特殊功能寄存器143.2 时钟与复位模块153.2.1 时钟模块153.2.2 复位模块173.3 显示模块的设计193.4 按键输入模块的设计223.4.1 键盘的分类223.4.2 键盘的去抖动233.4.3 双功能及多功能键253.5 报警模块的设计263.6 电源模块的设计283.6
10、.1变压器283.6.2整流桥293.6.3滤波器293.6.4电源稳压芯片30第四章 软件设计334.1 单片机编程语言334.2 系统程序设计344.3 主程序354.4 非法抢答查询子程序394.5 抢答时间调整子程序404.6 正确抢答处理程序424.7 显示处理程序444.8 报警程序44第五章 软硬件调试47第六章 总结与展望49第七章 结束语51致 谢53参考文献55附 录57附录A57附录B583第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 课题研究现状抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器。目前电子抢答器的中心构造一般都是由数字电子集成电路组成，其搭配的配件不同又分为，非语音非记分抢答器
11、和语音记分抢答器。非语音记分抢答器构造很简单，就是一个抢答器的主机和一个抢答按钮组成，在抢答过程中选手是没有记分的显示屏。语音记分抢答器是由一个抢答器的主机、主机的显示屏以及选手的记分显示屏等构成，具有记分等功能。电子抢答器多适用于学校和企事业单位举行的简单的抢答活动。电脑抢答器又分为无线电脑抢答器和有线电脑抢答器。无线电脑抢答器是由主机和抢答器专用的软件和无线按钮构成。无线电脑抢答器利用电脑和投影仪，可以把抢答气氛活跃起来，一般多使用于电台等大型的活动。有线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来，电脑再和投影仪配合起来，利用专门研发的配套的抢答器软件，可以十分完美的表现抢答的气氛。随着我国抢答器
12、市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。了解国内外抢答器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。目前市场上抢答器种类繁多，功能各异，价格差异也很大。那么选择一款真正适合的抢答器就非常重要。抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有很多的缺点，有的电路较复杂不便于制作,可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块 ,而专用集成块的购买又很困难。而我所设计的八路
13、智能抢答器，具有元件普通 ,易于购买等优点,很好地解决了制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始普遍应用。1.2 选题的目的与意义在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。怎样来设计抢答器，能使以上问题得以解决？即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题？通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与传统的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部。第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于传统抢答器，并能够解决以上提出的问题
14、。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。通过本次设计，基本掌握51系列单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成部分，详细掌握智能抢答器的原理和编程方法，了解单片机类系统的设计基本理念，提高独立思考的能力和编程的逻辑思维能力。同时通过本课题设计，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。进一步深入了解掌握以单片机为核心控制系统的设计方法及编程方法。1.3 课题要求的研究及内容根据智能抢答器的具体功能，本课题的详细要求如下：（1）抢答器可以同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用
15、8个按钮S1S8表示。（2）主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。（3）具有清零和非法抢答控制功能，设置一个系统清除和抢答控制开关，并由主持人操控，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。（4）当主持人启动“开始抢答按键”后，定时器进行减计时，在15秒内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。（5）倒计时5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。（6）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛编号，并在LED数码管上显示，一直保持到主持人将系统清除为止，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。（7）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号，同时进入回答问题的30s倒计时。（8）倒计时期间，涂改主持人想终止倒计时，可以按下“停止”键，系统会自动进入准备状态。本论文中主要介绍了单片机抢答器的详细设计内容和它的工作原理及工作过程，显示了它的实际用途。本系统根据要求中的技术指标，采用单片机作为核心的模块化设计
