华东交通大学理工学院
本科生毕业设计（论文）
开题报告
题目：16路单片机无线抢答器设计
分院：电气与信息工程分院
专业：通信工程
班级：通信2010-2
学号：20100210420202
姓名：熊瑶
指导教师：杨威
填表日期：2014 年 2 月17 日
一、选题的依据及意义：
在当今大众传播的新时代，中央电视台，地方电视台都推出了一批深受观众喜爱的互动抢答节目，比如《开心辞典》、《幸运52》，在这些节目中，我们可以看到，不论是抢答还是答题，都是非常公平公正的。多位参赛选手在听完主持人的问题后，多人进行抢答，那么是什么让主持人可以明确的判断出哪位选手抢到了答题权，这完全归功于抢答器的功劳。我们回想从前，主持人让选手通过举答题板的方法来判断选手的答题权，但是在某种程度上，会因为主持人的主观意识判断错误，而让游戏出现了不公平。也正是因为如此，我们开始研究抢答器，这种数字抢答器可以杜绝人为因素的影响，实现抢答器公平公正的原则。不单操作简单，而且非常经济试用。
二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：
抢答器目前广泛使用在学校，电台和企业单位等组织的简单文体娱乐活动中，但是在市场上，存在少量的设备可以给我们选择，有的产品过于复杂，不符合比赛的要求，同时价格也很昂贵，从而就浪费了；有的设备又过于简单，不能达到大型比赛的需求。为了达到操作简单而且经济实用的，我们考察了国内的众多成熟的产品的研发方向，工艺设备，技术应用和趋势对于提升产品技术的规格，提高市场竞争都是十分重要的。目前市场上抢答器种类繁多，功能也各异，价格差异那更别说有多大。
目前市场上的抢答器大都是可以判断出抢答成功和选手的号码，无法显示出每一个抢答选手所用的时间，这样，每次都会自己感觉自己抢的比别人快，但是主持人却把成功给了别人，这样就存在很多不公平性，自从市面上推出了一种可以将每个抢答器的抢答时间都自动排列出来，精度可以高达到0.0000001秒的抢答器后，让整个抢答游戏充满了更多的公平与娱乐性。而且现在这种抢答器是采用单线连接的方式。我们知道，抢答器每组都需要一条线，12组就需要12根线，但是如果使用单线连接的方式，那么就可以解决布线复杂的问题，而且可以使整个布线都看起来相当的美观。
单片微型计算机, 简称单片机, 是微型计算机的一个分支。它是在一块芯片上嵌入了CPU、RAM 和ROM 存储器、I/O 接口等构成的一种微型计算机。因为它主要用于工业测控领域, 所以又被称为微控制器或嵌入式控制器。单片机的核心是中央处理器CPU。用超大规模集成技术把CPU 集成在一块芯片上,这样我们把它称为微处理器。微处理器、微控制器和微型计算机三者的关系十分密切。单片机与微处理器存在很多的不同。微处理器运算速度快、数据分析与处理能力强、容量存储大，它的接口界面也是为了满足外设和网络接口而设计的。然而单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发, 向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。所以单片机有他自己的特点。
张立科.单片机典型模块设计实例导航.北京,人民邮电出版社 2004.这本书以单片机的功能为模块，以外围器件、相关电路设计的实际应用为内容，以实例问答的方式向读者介绍了如何将单片机硬件、程序和外围器件的选择合理地实施在项目开发中去。主要内容是单片机中断和定时器的使用、单片机的输入/输出、单片机的数据采集功能以及单片机的算法和信号处理等知识。
何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994.文中讲到“自从1971年出现了微处理器后不久，就出现了单片机，但只是一位的单片机。1976年Inter 公司推出了8位的MCS-48系列的单片机，为单片机的发展奠定了坚实的基础。到80年代末，世界各地已相继研制出大约50个系列3000多个品种的单片机产品。继8位单片机之后，又出现了16位的单片机，随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8
位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用 Windows
和Linux操作系统。”
邹寿彬.电子技术基础. 高等教育出版社2005.本书在应用方面，围绕着信号的放大、运算、处理、转换和产生来编排。主要内容包括常用的半导体器材、放大电路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率效应还有就是信号产生和变换、直流电源盒系统应用的举例等等。因为这本书在编排时没有采用很多逻辑电路和逻辑分析设计分开的方式，反倒是采用将电路在系统组成和逻辑功能分析、逻辑设计相互交叉的方式，这样提高了学生在实际组成数字系统的能力。
董晓红.单片机原理及接口技术.西安电子科技大学出版社2004.这本书以AT89C51为主线介绍了单片机的原理与应用、AT89C51汇编语言及程序设计，并列举了大量应用实例。主要内容包括单片机基础知识、AT89C51的内容结构和原理、指令系统、汇编语言程序设计、系统扩展、串行通信、A/D转换以及D/A转换及接口技术等。
瞿贵荣.15通道红外遥控电路[J].实用电子制作, 2005.这本书介绍了一种利用模拟电子开关进行编码和译码的红外遥控电路，15个编码控制键与译码输出一一对应，操作非常简单，相应速度快，可以广泛运用于电风扇，电动窗帘，装饰彩灯，视听设备及家用电器等遥控操作，编码发射电路由时钟振荡器，模拟电子开关，编码控制键，双稳态触发器，红外载波频振荡器，与非门调制器，输出驱动器及红外发射管等。
蒋敏. 从Proteus仿真设计到实际产品制作[J]. 科技创新导报, 2009. Proteus
是由英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件。它从1989年出现到现在已经有十多年的历史，在全球已经广泛的使用。Proteus跟其他的单片机仿真软件不同的地方在于它不仅仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况，所以在仿真和调试的时候，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
潭浩强.C程序设计. 清华大学出版社2003.从20世纪70年代末、80年代初开始，中国的高等院校开始面向8个专业的全体大学生展开计算机教育。面向非计算机专业的学生的计算机基础教育，对于这门基础学科，可以看出普及计算机知识是多么意义重大而且任务艰巨的工程。这本书分为四个部分，第一部分是书的习题和参考答案。这里包含很多的题库。第二部分是深入学习C程序设计，包括预处理指令、位运算和C程序案例，第三部分是上机指南，详细的介绍了Visual C++6.0集成环境下编辑、编译、调试和运行程序的方法，第四部分是上机实验指导，包括程序的调试与测试、实验的目的语要求，并且提供了12个实验。
徐熙文.电路基础. 高等教育出版社2003.这本书里介绍到了电路这门课程是一门非常重要的专业课，从1827年欧姆定律发现至今的一个多世纪中，电路理论由电磁学的一个分支发展成为一门体系完整、逻辑严密、不断发展的独立学科，而且也渐渐的影响着我们日常生活。这里坐着主要介绍电路的基本概念和基本物理量，产生基尔霍夫定律。以及还有正弦交了电路等简单的电路知识。
因为计算机的普及现象，我们对智能抢答器也有了更高的要求，如何有效的保证比赛中的公平公正，单片机智能抢答器可以提供很好的条件和发展空间。设计一个价格适中，智能化的抢答器具有重要意义。
三、本课题研究内容
我们研究的是16路抢答器，需要供16位选手参加比赛，同时存在一个主持人。该抢答器具有基本的抢答功能，有清零开关，由主持人控制，具备锁存和现实功能，定时抢答功能，系统报警功能。主持人定下抢答时间，并启动开始，抢答器实现减计时功能，同时扬声器发出短暂的声响，在规定的时间内抢答，有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清零位置，如果时间到了，无人抢答，则作为抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时器上显示00。
四、本课题研究方案
1、方案论证
我们通过网上搜索，对抢答器有的一定的了解，基于单片机的抢答器具备以下三个特点：
第一：性能好；
第二：在功能的实现和使用上非常简洁；
第三：利用优越的高度集成电路性，使其工作速度快，效率高，反应灵敏。
所以针对以上提出的内容，我对于此次抢答器的设计都是基于单片机上来完成的。
2、难点设计
2.1、按键
设计一个基于单片机的无线抢答器，我们需要使用到MCS-51单片机，但是由于单片机每组的接口只有八位，对于我们要设计的16路达不到要求，为了克服这一问题，我们就要使用矩阵式键盘。矩阵式键盘是适用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键是位于每行跟每列的交叉点上，行线跟列线分别连接到按键开关的两端。1个4*4的行、列结构可以形成一个具有16个按键的键盘。所以我们可以看出，矩阵式键盘跟普通独立的键盘相比，在按键数目较多的场合，矩阵式键盘可以节省很多的I/O 接口的。这也正是我们要采用矩阵式键盘的原因了。
2.2、电源
在整个系统设计中，我们首先要考虑的就是电源的设计。一直以来，单片机系统中使用的集成电路器件电源基本上都是5V，随着电路制造的技术的发展和数字电子器件的微小型变化，集成电路器件制造商要实现在减少集成芯片尺寸的同时能够降低工作电压，所以我们在考虑电源方面上，就要着手思考到底是采用单电源还是多电源方案。
2.3、定时器、复位和清零
定时器是通过计数器的技术来实现的，每经过一个机器周期的时间，计数器就会加1，因为在此次的设计中，我们采用的是MCS-51，然后这种单片机采用的是12MHz晶振，素以，它的计数频率是1MHz，也就是说，每过1微妙的时间，计数器就会加1，这样我们就可以通过计数器上的数值计算出定时时间了。
如果一个单片机系统中没有正确的复位信号，那么这个单片机也不会正常工作。复位电路具有两种方式，分别是上电自动复位和按键手动复位。我们在设计中就需要考虑到底使用哪种复位方式了，上电自动复位，它是通过外部复位电路的电容充电来实现的，然而按键手动它又分为两种方式，电平方式和脉冲方式，电平复位是通过RST端经电阻和电源Vcc接通来实现的，然而脉冲方式是利用RC微分电路产生的正脉冲。
在每一轮比赛结束后，我们都需要对上场比赛结果的一个清零。所以这一步骤是万万不能少的。
2.4、报警器
在整个设计中，报警器的作用是当有选手按下按钮时，报警器就会发生声音，这是为了防止其他选手再次无效的抢答。
五、研究目标、主要特色及工作进度：
研究目标：
1、抢答器具备控制开关，由主持人控制，清除按钮，使抢答电路和定时电路进入正常
抢答的工作状态；
2、当有选手抢答成功时，发光二极管亮灯，使抢答电路和定时电路停止工作；
3、抢答器具备报警功能，当规定时间内无人抢答时，系统报警，定时器停止工作，并
显示00标准。
主要特色：
1、优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电
路并显示号码；
2、LED显示器显示抢答选手的参赛选手的编号；
3、控制电路对输入编码电路进行封锁已避免其他参赛选手再次进行抢答；
4、定时器停止工作后，显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人按清除为止。工作进度：
1、前期准备。（2013.12.15-2014.2.15）
接收任务书，查阅与课题相关的参考文献，并认真完成开题报告。
2、撰写论文一稿。（2.24-3.21）
○1提出设计方案：根据设计要求设计出基本设计方案；
○2硬件电路设计：根据设计方案将设计过程分为若干个模块，分别完成各个模块的电路设计；
○3软件测试与计算：根据设计的要求，计算相关参数并编写程序；
○4系统仿真与测试：运用软件对系统进行仿真与测试。
3、撰写论文二稿。（3.30-4.12）
征求毕业设计指导老师的意见，修改毕业设计，完成毕业设计初稿。
4、论文定稿。（4.19-4.26）
上交毕业设计及相关的资料，由答辩委员会评阅毕业设计并准备毕业设计答辩和实战演习。
5、准备论文答辩。（5.19-5.25）
进行设计总结和毕业答辩。
六、参考文献：
[1] 张立科.单片机典型模块设计实例导航.北京,人民邮电出版社2004
[2] 李金利.单片机原理及应用技术.北京,高等教育出版社2004
[3]. 董晓红单片机原理及接口技术.西安电子科技大学出版社2004
[4] 王振红.数字电路设计与应用实践教程. 北京.电子工业出版社2007
[5] 张靖.武 .周灵斌.单片机系统的proteus设计及仿真. 北京.机械工业出版社2003
[6] 潭浩强.C程序设计. 清华大学出版社2003
[7] 付晓光.单片机原理与实用技术. 清华大学出版社2004
[8] 邹寿彬.电子技术基础. 高等教育出版社2005
[9] 徐熙文.电路基础. 高等教育出版社2003
[10] 瞿贵荣. 15通道红外遥控电路[J]. 实用电子制作, 2005
[11] 蒋敏. 从Proteus仿真设计到实际产品制作[J]. 科技创新导报, 2009
[12] 何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994
七、指导老师意见：
创新实践课 课程名称：创新实践课 实践题目：基于51单片机8路抢答器设计学院：信息工程与自动化学院 专业：生物医学工程 年级：2014级 学生：4 丽莎2海星 指导教师：嘉林 日期：2016-12-30 教务处制
目录 一、前言 (3) 二、电路原理图设计 (3) 三、印制版图设计 (7) 四、软件设计 (9) 五、测试数据及分析 (16) 六、总结 (18)
一、前言 目前，抢答器已经作为一种必不可少的工具广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但一般的抢答器可靠性低，使用寿命短，介于这些不方便因素，此次设计提出了用51单片机为核心控制元件，设计一个简易的八路抢答器。本方案以51单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等，设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言编程，使其实现复位、定时和报警的功能。本次设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。 功能：以STC89C52RC单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路等，设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言编程，使其实现复位和报警的功能。 此系统是基于51单片机，led发光二极管，一位共阳数码管，蜂鸣器，按键，等分立元件设计而成。 元件设计的意义：关于按键：共设计了10个独立按键，其中8个分别为八位选手抢答输入用，另外两个分别为开始和停止按键！只有裁判按下了开始键才进入正常抢答，否则属于犯规抢答，抢答完毕，裁判按下停止，数码管显示0。关于led发光二极管：共设计了9个发光二极管，其中一个为电源指示，其他8个为选手抢答状态指示，正确抢答时led发光二极管缓慢闪烁，犯规抢答时，快速闪烁。关于数码管：选手按下自己的按键时显示相应的选手编号！裁判按下开始键时数码管显示倒计时，
数字电路课程设计 一、设计任务和要求： 1. 抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数 码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人 将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后， 定时器进行计时（0-7）。 5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当 所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。 6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示 选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。 7. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示8,且黄灯亮以 示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零， 即黄灯灭，两个数码管显示都为0。
二、 实验框图： 1、设计方案 ： 抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。 2、系统框图 ： 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。 161全加器 抢答按钮 75锁存器 48译码器 显示译码 555秒脉冲产生器器 48译码器 显示译码 控制电路 主持人开关 报警灯
《数字电子技术》 项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试 教 案 名称： D触发器的应用 课程：数字电子技术 专业：应用电子技术 课时： 6课时
任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。【设计思想】 本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。 【教学容】 课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。 本节是时序逻辑电路的基础容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。 这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。 本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。 这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。
| 沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 智能抢答器的设计 ^ 班级 / 学号 /20 … 学生姓名王纪尧
指导教师李智慧
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子线路课程设计 课程设计题目智能抢答器的设计 课程设计的内容及要求： 》 一、设计说明与技术指标 用数字电路设计一个具有锁存与显示功能的8人抢答逻辑电路。 接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除” 和“开始”状态开关。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 ! 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩指导教师日期?
一、概述 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性，而抢答器的应用就能避免这种弊端。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求时就无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。 二、方案论述 图1 智能抢答器电路的原理框图
华侨大学厦门工学院数字逻辑系统设计课程设计报告 题目：8路抢答器 专业、班级： 分数: 2012年5月30日
任务书 一、任务 设计一个8路抢答器，在控制开关（控制系统的清零和抢答的开始）作用下，抢答选手在开始信号作用后在规定的时间内开始抢答，锁定并显示优先抢答选手的编号同时给出音响的提示。抢答选手确定后，封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到控制信号将系统清零为止。 二、设计要求 （1）设计一个可供8名选手参加比赛的8路数字显示抢答器。他们的编号为12345678，各用一个抢答按钮（开关），编号与参赛者的号码一一对应。 （2）设置一个系统清除和抢答控制开关R，该开关由主持人控制。 （3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出提示。先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 目录 一、课题研究的相关背景、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 二、选题的目的、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 三、电路总体框图和优缺点 (3) 1、电路总体框图 (3) 2、优点 (3) 3、缺点 (3) 四、电路设计 (3) 1、完整电路图 (4) 2、实物图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3、数码显示 (5) 4、CC4511介绍 (6) 5、555芯片介绍 (7) 五、制作及调试过程 (8) 1、安装 (9)
基于单片机的四路无线抢答器 摘要 抢答器作为一种公正的裁决工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本文介绍了一种用315MHZ多用途DF无线数据收发模块、PT2262编码芯片及常用单片机AT89C51芯片设计的数码显示四路无线抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）,定时器进行减计时。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示0。 关键词：AT89C51，PT2262，无线收发模块
Abstract Responder is a fair ruling tool, has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge competitions.In this paper, a 315 MHZ multi-purpose DF wireless data transceiver module, and the commonly used microcontroller AT89C51 chip PT2262 encoding chip design of the digital display four way wireless vies to answer first circuit composition, function and design ideas. The responder addition to a basic function, also has the timing responder function, and one answer in the time set by the host (such as 30 seconds), the timer to reduce the time. Contestants answer, in setting the time vies to answer first, the timer stops working, the number of players displayed on the display. If the time has come, no contest, this contest null and void, and to prohibit answer alarm system, from time to time display shows 0. Keywords：AT89C51,PT2262,The wireless transceiver module
目录 简要............................................ . (2) 1绪论 (3) 2总体方案设计 (4) 3电路图 (5) 3.1四D触发器74LS175 (6) 3.2与非门74LS20(逻辑器件) (7) 3.3与非门74LS00(集成PLC) (8) 3.4或非门74LS54(逻辑器件) (9) 3.5双上升沿D触发器74LS74 (12) 3.6多谐振荡器 (13) 3.7由74LS74构成的四分频电路 (14) 4 主要器件及重要元件的功能介绍．．．．．．．．．．．．１５ 4.1 D触发器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６
4.2与非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７4.3或非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８4.４电阻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９4.５电容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.5发光二极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.6 开关．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.７三极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.８蜂鸣器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5总电路原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 心得与体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７．参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８．附录计算及其补充知识．．．．．．．．．．．．．．
课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教
师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加
以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研
究成果，也不包含我为获得
及其它教育机构的学位或学历
而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，
均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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本人完全了解
大学关于收集、保存、使用毕业设计（论
文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电
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数字通信系统课程设计论文题目：无线抢答器系统设计 指导老师： 专业：电子信息工程 班级：D0842 姓名： 学号：
摘要 进入二十一世纪，无线数据通讯技术在我国蓬勃发展，也得到了信息产业部以及各行各业的高度重视，因为任何有线数据传输网络只能是网状覆盖，而无线数据传输网可达到真正的面覆盖。目前主要的短距离无线数据传输技术主要有蓝牙、Zigbee、IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术[，与已具备相当规模的无线长距离通讯网络（比如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯）相比，短距离无线通讯系统在基本结构、服务范围、应用层次以及通讯业务（数据、话音）上，均有很大不同。下面分别介绍这几种无线传输技术。 蓝牙技术（Bluetooth）主要面对网络中的各种数据和语言设备，通过无线方式将它们连接起来，从而方便快速的实现数据传输，它使用2.4GHZ的ISM频段，最大传输率1Mbit/s；IEEE802.11x的技术标准是无线局域网的国际标准，也是用2.4GHZ的ISM频段，协议主要在OSI的物理层和数据链路层，虽然传输速度快，但此类设备比较昂贵，技术复杂；Zigbee是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，基于IEEE 无线个人区域网标准，数据传输速率通常为10kb/s到250kb/s，有效覆盖范围10到75米，由于其协议简单、成本低、网络容量大等优点，使其在无线传感网络中得到广泛的应用。 在未来，短距离无线数据传输将向着更高传输速率、更高传输精确度的方向发展，而且传输设备的成本也会进一步降低，传输协议也会进一步简单，从而是短距离无线通讯走入我们的生活，给我带来更多方便。 本次设计的课题是无线抢答器的设计，用NRF24L01作为2.4G无线通信模块，采用单片机AT89C51作为主控器，并利用ZLG7289作为显示键盘驱动芯片。来设计无线收发的抢答器电路。本次设计只是较简单的一种，应尽量用最简洁的语言写出所需功能的程序。 关键字：通信技术、无线收发、NRF24L01
《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求： 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛； 2、主持人控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答 的开始； 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能； 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由 主持人设定； 5、具有报警功能。 成绩：评阅人： XX科技学院理学院
8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 （一）设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，
同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 （二）设计要求 1、画出电路原理图（或仿真电路图）； 2、元器件及参数选择； 3、电路仿真与调试； （三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时
设计题目 三路抢答器的PLC控制 1 主要内容 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。 在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。 3 进度安排
1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。 4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩 指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日 目录 绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3)
无线抢答器设计 无线抢答器的设计 摘要 当代社会知识竞赛举办频繁，抢答器的使用也比较多。普通抢答器，在显示方面还存在不足，个人原因占据大部分，在竞赛活动中无法保证公平。所以针对这类现象采用
了无线抢答器。无线抢答器系统采用无线传输模块，连接选手电路和主持人电路。无线抢答器功能强大，可以根据比赛的要求显示抢答时倒计时，选手的分数，显示该题的分数。这样就可以保证比赛的公平和公正。一套标准无线抢答系统就可以为不同的比赛提供从抢答、评分、计时到屏幕显示分数、统计分数等功能。普通抢答器在活动现场安装比较复杂，而无线抢答器就比较方便，省去了布线的麻烦。举办方选用无线抢答器可以更大的节约成本，优化流程，减少失误，为活动带来更大的影响力。 关键词：无线抢答器无线传输模块倒计时 Abstract In today's society,knowledge contest activities are more and more frequent.So the demand of Answer will become increasingly common. Answer devices such as ordinary, on display are still insufficient, individual reason occupies the majority,in the competition activities cannot assure fair. So for this phenomenon,we can use answer wireless device. Answer wireless device use wireless transmission module, links player circuit and host circuit.Answer wireless device is very good, it can according to match requirements display answer in the countdown, the players' scores, showed that the topic the scores . This would ensure fairness and justice of the match. A set of standard wireless answering system can provide for different matches from vies to answer first, score, timing to screen scores, statistical scores etc. Function. Answer devices such as ordinary,in the active site installation is more complex, and the wireless answer device is more convenient,reduce the wiring of trouble. Host machine can choose wireless answer device can more cost savings, optimize the process, reduce mistakes for activities to bring greater influence. Keywords：Answer wireless device Wireless transmission module Count down 目录 第一章绪论 .......................................................... - 1 -
简易8路数显抢答器： 简单实用的八路数显抢答器，主要包括抢答、编码、优先锁存、数显、复位及音频振荡等电路。元器件主要包括 CD4511.N E555、IN 4148、三极管（901 4）、LED 共阴极数码管、扬声器、小型按钮开关及电阻电容等。 说明： 抢答数显电路： J1～J8八个按钮开关组成抢答键。D1～D12十二个二极管组成编码器，将抢答键按对应的BCD 码进行编码，并将所得的高电平加在CD4511所对应的输入端。CD4511是一块含BCD —七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。CD4511的 1、2、 6、7脚为BCD 码输入端，9～15脚为显示输出端。3脚为测试端（LT），当L T 为“0 ”时，输出全为“1 ”。4脚为消隐端（B I ），当B I 为“0 ”时，输出全为“0 ”，因此此时可以清除锁存器内的数值，即可使用为复位端。5脚为锁存允许端（L E ），当L E 端由“0 ”→“1 ”时，a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 七个输出端保持在LE 为“0”时所加BCD 码对应的数码显示状态。 16、8脚分别接电源正负极。由CD4511的引脚图可知， 6、2、 1、7脚分别代表BCD 码的 8、4、
2、1位。按下对应的键，即可得到 0001、0010、 0011、0100、 01、0110、 0111、1000八个一系列的BCD 码。高电平加在CD4511对应的输入端上，便可以由其内部电路译码为十进制数在数码管上显示出来。优先锁存电路由两个二极管（ D13、D14）、一个三极管（VT）、两个电阻及CD4511的锁存允许端（LE）完成。在初始状态或复位后的状态时，CD4511输入端都与一个电阻（10K）串联接地，所以此时BCD码输入端为“00”，则CD4511输出端a、b、c、d、e、f 均为高电平，g 为低电平，且数码显示为“0”。而当d 为高电平，三极管（VT）导通及g 为低电平时， D13、D14的正极均为低电平，使CD4511的LE 端为低电平“0”，可见，此时没有锁存即允许BCD码输入。而当任一抢答键按下时，由数码显示可知，CD4511输出端d 输出为低电平或输出端g输出为高电平，两个状态必有一个存在或着都存在。迫使CD4511的LE端，由“0”→“1”，即将首先输入的BCD 码显示的数字锁存并保持。此刻，其它按键编码就无法输入，从而达到了抢答的目的。音频振荡电路为NE555组成的多谐振荡器推动扬声器发出讯响声。四只二极管（IN4148）组成二极管或门电路分别接CD4511的 1、2、 6、7引脚，为NE555提供电源+Ucc，即任何抢答键按下时，扬声器都能发出报警声。元器件清单 序号910元件名称 电阻 电阻
摘 要 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。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测日新月异的更新，利用单片机实现的抢答器也变得功能强大，结构简单，本文介绍一种利用单片机设计的八路无线抢答器，它功能不是特别多，但非常适合学校 抢答器的设计与制作方法在很多电子类媒体都能看到，但遗憾的是这些设计有的是原理性的，缺乏实用价值，而且不容易制作成功：有的电路设计过于复杂，不必要的功能太多。在这些设计中，主持人控制电路和选手控制电路之间一般都是用电缆连接，以达到相互之间通讯的目的，这种方法在实际使用时存在线缆连接可靠性的问题，并且安装和保管不方便，使用无线传输来传递各抢答器电路之间的信号，则可以有效避免有线传输信号的弊端。 关键词：抢答器；单片机；AT89C51；Keil c51；Proteus
引 言 单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。 而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。 无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目.都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器.但绝大多数是早期设计的，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高.故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。近年来随着科技的飞速发展·单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异。本设计就是利用微电恼芯片(单片机)作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用单片机本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。
数字逻辑三路抢答器课程设计 报告 《三路抢答器设计》报告 （2009/2010学年第一学期） 设计题目学生姓 名：— 学生班级：— 学生学号：_ 指导教师：
2008年12月12日 目录 ?、设计题目 (4) ［、设计目的 (4) 三、设计要求 (4) 四、设计内容 (5) 五、总体功能框图 (5)
六、单元电路图 (6) 6.1 四D触发器74LS175 (7) 6.2 3输入端3与非门74LS10 ............... 6.3 2输入端4与门74LS08 .................. 6.4 555脉冲发生器 (9) 6.5七段数码显示器L对应的译码表?… 七、总电路图 (11) 八、仿真测试截图 (12) 九、心得体会 (15) 参考文献................... 15.8 8 (10)
一、设计题目 三路抢答器设计 二、设计目的 数字系统课程设计是一门独立课程、有独立学分的实践性教学环节，同“数字逻辑与数字系统”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字逻辑与数字系统”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。 课程设计目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和 调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字 系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。 三、设计要求 设计一个可容纳1、2、3,三组参赛者的竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮开关 供参加竞赛者使用。电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人清零发出抢
多人无线抢答器的设计 学校：广州大学华软软件学院 专业：移动通信技术(移动信息管理) 班级：08移动信息管理班 指导老师：夏国清 姓名：蔡鸿殷
摘要 在计算机支持的信息技术时代，电子技术日益数字化，数字电路以其的基本单元简单化，应用单元标准化、模块化、通用化的特点，长驱直入地深到电力、通讯、计算机、家电、机械等行业的应用。且当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛的活动愈加频繁。若让抢答者举手抢答，会造成不公平。 本作品是一个通用的抢答器，抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场景中，它能迅速客观地分辨出最先获得发言权的选手。工作原理是在开始信号发出前显示抢答队伍，复位后重新下一轮抢答。本作品采用无线传输，避免布线的麻烦与空间的限制，给实际应用带来了很大的便捷。 关键字：抢答器；无线；多路。 ABSTRACT Information technology support in the computer age,electronic technologies are increasingly digital,basic digital circuits for its Unit simplification,application of unit standardization,modularity,universal features,drive straight to deep into the electricity,communications,computers, home appliances,machinery,and other industry applications.And today's increasingly competitive society,selection of personnel,selection of winning, knowledge activities and competition become more frequent.If the answer in their hands to answer in person,would be unfair. This work is a common Responder,Responder is a very widely used equipment in various competitions,answer in the scene,it can quickly obtain an objective voice to tell the players first.Work is displayed before the start signal is issued Responder team,reset and re-answer in the next round.This work is the wireless transmission,to avoid the trouble of wiring and space constraints,to the actual application is a big convenience. KEY WORDS Vies to implement；Wireless transmission；Multip
数电课程设计八路智力竞赛抢答器设 计
课程设计任务书 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 初始条件： ◆教材：《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中 科技大学出版社 ◆元器件：74LS48三片，72LS192两片，74LS279、74LS148、 74LS00、74LS11、555各一片，数码管三个，发光二极管一个，开 关、电阻、电容若干，面包板，导线若干 ◆仿真：Proteus仿真软件 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） ◆多路智力竞赛抢答器功能要求： 基本功能： 1．设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，她们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢 答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、 S3、S4、S5、S6、S7。 2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。
3．抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编 号，同时扬声器给出音响提示。另外，要封锁输入电路，禁止其 它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零 为止。 扩展功能： 1．抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间能够由主持人设定。当节目支持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计 时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续 时间0.5s左右。 2．参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系 统清零为止。 3．如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显 示器上显示00. 报告要求： 课程设计的内容要求用A4纸打印，且页数不得少于20页。 时间安排：
基于51单片机的数字抢答器设计 系别：机械与电子工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1304班 姓名：张宏伟 学号：2013011367 指导教师：吴雪娟 完成日期：2015.12.11 - 1 -
摘要 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。单片机体积小价格低，应用方便，稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实现，大大简化了外围硬件电路，使外围电路的实现简单方便。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 关键字：抢答电路定时电路报警电路 - 2 -
引言：单片机的发展史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展 MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 单片机的发展单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。 第一章数字抢答器的概述及要求 1.1 数字抢答器的概述 对于抢答器我们大家来说都不陌生，它是用于很多竞赛场合，真正实现先抢先答，让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 1.2 设计任务与要求 基本要求： 1.给主持人设置一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。 2.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答器按钮，编号立即锁存，并在 LED数码上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。 发挥部分： 1.抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。当节目主持人启 动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。 2.参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻