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1、毕业综合实践报告（论文）题目:八位抢答器学号：姓名： 专业： 指导教师： 成绩：完成时间： 摘要随着计算机技术的高速发展，单片机以其自身的特点，已广泛应用于智能仪器，工业控制，家用电器，电子玩具等各个领域，特别是抢答题目的时候，同样需要单片机来控制整个过程。在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先抢答，必须要设计一个系统来完成这个任务，如果在抢答中，靠视觉很难判断出哪组先答题，利用单片机系统来设计抢答器，是以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可以分辨出哪组优先答题。这样使得选手都处在同一起跑线上，体现公平公正原则本系统设计的八路抢答器主要是采用ATMEL公司的STC89C51单
2、片机作为核心，控制系统的四个模块分别为：显示模块，储存模块，语音模块，抢答开关模块。抢答组数可以在八组以内任意使用。通过本系统的设计后，主持人可以很快判断是谁抢答成功，以及给予相应的惩罚。关键词：单片机STC89C51 抢答器 Abstract In this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 IC with 8-wire is introduced, and its function is also desc
3、ribed. The answering races function includes timing, counting, and alarming, besides the basic function of an answering racer. The host sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will count down the time automatically. If anybody answer the q
4、uestion on time, the counting of time will stop; If nobody answer the question on time, the alarm will give out some sound, helping the host know the race in this turn is of no use, so the function of alarming is achieved. Keywords: 8-wire, answering racer, design, timing, counting, alarming 目录 第一章绪
5、论1第1节抢答器的研究意义1第2节 抢答器的相关背景1第3节 抢答器的发展现状2第4节 研究目的和内容2第5节 抢答器目前存在的主要问题2第二章 抢答器的设计4第1 节 设计要求4第 2节 设计方案4第3 节 总体原理框图5第4节 硬件的设计64.1 时钟模板64.2复位模块74.3 数码管显示模块84.4发声模板84.5 键盘模板9第5节 软件部分105.1主程序系统结构图105.4 抢答、回答时间调整子程序流程图135.5延时程序设计135.6中断程序设计145.7数码管显示15第三章仿真调试17第1 节 仿真软件介绍17第2节 仿真操作17第3节 仿真作用17第4节调试18结束语19致谢
6、20参考文献21附录一22第一章绪论第1节抢答器的研究意义随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多线路组成的复杂电 路，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示电路实现了其他功能。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。第2节 抢答器的相关背景在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统
7、来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。抢答器是一种应 用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速客观 地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机如MCS-51型和 数 字 集 成 电 路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按 或抢按后的计时、选手得分显示功能。像这类抢答器，制作过程简单，准确性与可靠性高，而且安装维护简单。对于抢答器的应用，如早期的数字电
8、路，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着 有利的方向发展。第3节 抢答器的发展现状 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号 抢 答 器 具 有 抢 答 自 锁，灯 光 指 示、暂 停 复 位、电 子音 乐 报 声、自 动 定 时 等 功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于
9、这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。第4节 研究目的和内容本系统采用模块化设计智能抢答器在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答 按 钮。主 持人有 开 始 和 结 束、复 位 键。在 后 台 主 持人可 以 修 改，抢 答 时 间 和 选 手 回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为20s，回答问题时间为60s。通过加键和减键 修 改 上 述 时 间，改 完 后 确 认 键 确 定。新 时 间 开 始 有 效，主 持 人 按 键 开 始后，选 手 开始抢答为有效，数码显示屏显示选手号和抢答时间倒计时，在最后五秒发提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答
10、视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。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目前常用的抢答器相比，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，其次，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。第5节 抢答器目前存在的主要问题 目前多数抢答器存在个别不足之处，第一现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有很长的连接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增 加 了 安 装 的 难
11、度，甚 至 影 响了 现 场人员 的 走 动。第 二，电 路 复 杂。因 为 单片 机 只 完 成 号 码 处 理、计 时、数 据 运 算 等 功 能，其 他 功 能 如 选 手 号 码 的 识 别、译 码、等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。第二章 抢答器的设计第1 节 设计要求（1）8人进行的抢答器。（2）抢答选手键盘和主控机通信采用RS232协议。（3）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。（4）抢答器开始时数码管显示序号0，选手抢答实行优先显示，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响
12、。，并且不出现其他抢答者的序号。（5）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为20秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时，同时蜂鸣器有短暂的声响。（6）设定的抢答时间，选手抢答时，显示器上显示选手的号码且选手有30秒答题倒计时。如果30秒内选手没答出就进行下一题。（7）当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答。定时器上显示00。（8）具有选手计分和显示总分的功能。（9）抢答时间和答题时间可以调整。（最大不超过99秒）第 2节 设计方案本系统采用单片机作为整个控制核心。控制系统的四个模块为：显示模块、发声模块、抢答开关
13、模块、主持人控制模块。该系统利用数码管来完成显示功能，记录每个选手的分数，初始分均为100分；通过八个开关按键让选手输入抢答信号，并使用蜂鸣器发声，主持人控制加减分、开始以及确定按钮实现抢答和计分。第3 节 总体原理框图 图1 参赛者系统，除享有抢答按钮的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按钮做开始与结束控制，根据活动参赛者的层次，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。本设计中，有一个共阳的数码管组，四个数码管。其中两个显示时间，一个空位，一个显示抢答号码及显示选手得分三个数码管。主持人依次按下复位键，开
14、始键后开始抢答。可以抢按。若有选手在规定时间内抢按成功，则可以答题，数码管显示抢答时间的同时也显示选手号码。单片机的选择 用STC89C51的单片机作为控制主机。之所以选择作主机是因为89C51作为 51系列单片机的一种，其使用性能稳定，价格便宜，完全能够满足此次设计的需求。而且89C51内部集成了程序存储器，可以装载用户程 序，方便后续的课程设计需要，不像 8031 因为要外接程序存储器而是电路相对麻烦了。第4节 硬件的设计(1) 尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。(2) 留
15、有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面：要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。(3) 程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AT89C52单片机。(4) I/O端口，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，但以后用的时候就派上用场了。4.1 时钟模板晶振电路由2个电容，一个晶振组成，如图所示 图2
