智能八路抢答器设计
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1引言
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1.1设计目的
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此设计采用AT89C52单片机为核心控制元件，结合数码管、蜂鸣器、发光二极5
管等器件构成一个简易的八路抢答器。利用了单片机的按键复位电路、时钟电路、6
定时中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答功能。
1.2设计要求
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（1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。
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（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。
2设计方案及原理
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2.1设计方案
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（1）复位电路
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89C52的复位输入引脚RST为89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开14
始执行，在89C52的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上15
的高电平时，即可产生复位的操作，如果RST保持高电平，则单片机循环复位。只16
有当RST由高电平变低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统采用17
按键复位方式的复位电路。
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（2）时钟电路
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89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；
另外一种为外部方式。本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式。89C52内
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部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大
器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起
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构成一个自激振荡器。
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（3）输入电路
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抢答器输入信号由八个小按键控制，八个按键连接在P2口当有键按下的时候，26
就产生了有效的输入信号，使与这个按键相连的引脚变为低电平,产生一个低电平27
的输入信号。
2.2系统组成框图
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该系统的组成框图如图1所示，在89C52单片机的P2口接上八个开关用于八路抢答；P3.2口接启动开关，用于主持人控制抢答是否开始；在RST脚接复位开关用于
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清零；在P1.0口接蜂鸣器用于开始提示和超时后报警；在P0口接三个数码管用于32
显示倒计时时间和抢答者的编号。该系统还包括时钟电路部分。
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图1 系统组成框图
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3硬件设计
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3.1系统总体电路
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图2 系统总体电路图
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3.2抢答按键电路
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抢答按键电路采用八位开关依次接入P2口的8位，并通过编程实现抢答的优先判41
断，其电路如图4所示。
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图4 抢答按键电路
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3.3数码管显示电路
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显示电路采用三位共阳数码管，前两位为抢答倒计时，后一位在有选手抢答时，46
显示抢答成功者编号。P0口外接上拉电阻驱动数码管，并输出段选码，P1.0~P1.2 47
口作为三位数码管的位选端，通过动态扫描的方式来实现预期功能。数码管显示48
电路如图3所示。
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图3 数码管显示电路
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3.4蜂鸣器电路
蜂鸣器用以实现开始时提示、有选手抢答时提示以及时间用尽提示，外接在单
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片机的P3.7口上，其电路如图5所示。
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图5 蜂鸣器电路
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3.5时钟电路
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通过引脚XTAL1和XTAL2外接晶振和电容构成系统时钟，如图6所示。
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图6 时钟电路
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4软件设计
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4.1程序总体流程图
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图7 程序总体流程图
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4.2分段程序设计
（1）延时程序段，即Delay()函数。该函数用以调整单片机CPU处理指令的延时，
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实现数码管动态扫描显示、蜂鸣器发声等功能。
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（2）数码管显示程序段，分为Display_1()和Display_2()两个函数。前者用于68
在还没有选手抢答时显示问题倒计时，后者用于在有选手抢答后，数码管对时间69
和抢答成功者编号的显示。
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（3）蜂鸣器发声程序段，即ring()函数。用于控制蜂鸣器响一段时间。
（4）程序主函数，即main()。该程序段用于指示单片机整个程序的入口，并设
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置好相应的参数、单片机处理的主要任务等。
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（5）中断函数interrupt0()，用于触发主程序的执行，即打开定时器、开始倒74
计时等功能。
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（6）定时器运行函数time0()，用于初始化定时器的初值以触发中断，实现准76
确倒计时的功能。该函数的执行使定时器每10ms触发一次中断，每触发100次，即77
计时满1s，将倒计时的数字减一。在倒计时未结束时，持续扫描键盘按钮，当有78
选手抢答时，将标志位置1，EA置0，并触发Display_2()的运行。
4.3编程语言编制程序
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见附录
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4.4调试结果
源程序经过KeilC51软件编译通过，并通过调试工具成功验证软件执行结果，成
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功生成可以被单片机CPU识别执行的HEX文件。
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5系统仿真
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5.1仿真结果
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主持人按下Start按钮，倒计时开始，运行效果如图8所示。
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图8 倒计时阶段
有选手抢答时，倒计时停止，显示选手编号，系统停止响应其他抢答者的按键，
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直到主持人将系统复位，如图9所示。
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