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1、本科生毕业论文（设计）题 目: 基于单片机八路抢答器的设计 姓 名: 学 院: 理 学 院 专 业: 电子科学与技术 班 级: 08级（2）班 学 号: 1886080220 指导教师: 职称: 2012年 3 月 16 日安徽科技学院教务处制基于单片机八路抢答器的设计摘要二十一世纪我们进入信息高速发展时代，单片机以其自身的特点，现已广泛应用于智能仪器、工业控制、家用电器等各个领域。在抢答过程中，光靠听觉是很难判断出哪组先答题，为了体现公平公正的原则，所以设计出八路抢答器这个系统。本系统主要是采用AT89C52单片机，具有性能可靠、电路简单、成本低等特点。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之
2、后按下开始开关，即计时开始，此时数码管开始进行30秒倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号以及剩余时间，同时蜂鸣器也会发出声音，以提示有人抢答本题，在规定的最后5秒时间内还没有做出抢答，蜂鸣器发出报警，提示选手尽快作答，如果30秒内无人作答则此题作废，即开始重新一轮的抢答。关键词：抢答器；数码管；单片机AbstractIn twenty-first Century we entered the rapid development of the information age, single chip with its own characteristics, has
3、 been widely used in intelligent instruments, industrial control, household appliances and other fields. The answer in the process, light relies on hearing is very difficult to determine which group to answer the question, in order to reflect fair principle, so the design of eight way responder in t
4、he system.This system is mainly used AT89C52 MCU, has reliable performance, simple circuit, low cost. Its function is read after the title game, the host press start switch, namely, start time, the digital tube start30 seconds countdown, until one player contest, corresponding to the will in the dig
5、ital tube displays the players number and the time remaining, and a buzzer would sound, to prompted some people to answer that, in the last 5 seconds of time also made no answer, buzzer alarm, prompting players to answer as soon as possible, if30 seconds no answer this question voided, i.e. began to
6、 round responder.Key words:Responder; Digital control; Single-chip microcomputer目录摘要2Abstract3第一章 绪论6第二章 八路抢答器整体设计方案72.1方案设计72.2方案论证8第三章 系统硬件设计103.1单片机的选择与介绍103.2时钟电路与复位电路123.2.1时钟电路123.2.2复位电路123.3抢答电路133.4 显示电路133.5控制电路143.6报警系统153.7整个系统的工作原理15第四章 软件设计164.1定时中断模块164.2外部中断模块164.3报警模块174.4控制模块184.5主
7、程序模块19第五章 系统的仿真215.1 Keil软件的仿真215.2 Proteus软件仿真215.3仿真分析23第六章 总结24参考文献25致谢26附录一 电路原理图27附录二 系统主程序28第一章 绪论二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如
8、人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”。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电路组成的，线路复杂，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它功能。抢答器又称为第一
9、信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。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、存储模块、语音模块、抢答开关模块。该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号，利用一个数码管来完成显示功能，用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用89C52单片机作为核心。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理， 输出控制信号，单片机控制的智能抢答器设计。 第二章 八路抢答器整体设计方案2.1方案设计方案一:系统各部分采用中小规模集成数字电
10、路，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能，但是由于系统功能要求较高，所以电路连接集成电路相对较多，而且过于复杂，并且制作过程工序比较烦琐，使用不太方便。抢答按钮啊编码电路译码显示显示电路译码电路定时电路秒脉冲产生电路优先编码电路锁存器主持人开关控制报警电路控制电路模数电抢答器设计方案方案二:该系统采用8051系列单片机89c52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整
11、个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。MCS-51单片机特点如下：可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。 控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。方案比较及其选用依据，显然方案二比方案一简单的多，不但从性能上优于方案一，而且在使用上及其功能的实现上都较方案一简洁，并且由于单片机具有优越的高集成电路性，使其工作速
12、度更快、效率更高。另外89c52单片机采用12MHz的晶振，提高了信号的测量精度，并且使该系统可以通过软件改进来扩张功能。而方案一采用了中小规模集成电路，有其复杂的电路性能，从而可能会使信号的输入输出产生延时及不必要的误差。依此依据选择方案二比较适合。总原理图见附录2。其原理框图如下:单片机时钟电路报警电路复位电路抢答电路控制电路显示电路单片机抢答器设计方案2.2方案论证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、证券、股票交易及各种智力竞赛等场合。在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，因此设计出了抢答器。方案一由很多电路组成，线路复杂，可靠性不高，功能比较简单，特别是当
13、抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计采用方案二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它功能，主持人更好的判断，也体现比赛的公平公正原则。第三章 系统硬件设计3.1单片机的选择与介绍AT89C52是8位通用微处理器。采用标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振
14、荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 P1 口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口
