基于c语言知识单片机8位竞赛抢答器设计课程规划设计

单片机八路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解并运用I/O口进行输入输出控制。

2. 使学生了解抢答器的功能和工作原理，掌握其设计与实现方法。

3. 帮助学生掌握定时器/计数器的使用，以及在中断处理中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计并实现单片机八路抢答器的实际操作能力。

2. 培养学生分析问题和解决问题的能力，提高编程和调试单片机系统的技能。

3. 培养学生的团队协作能力，提高沟通与表达技巧。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子制作的兴趣，激发创新意识。

2. 培养学生具有实践操作中的安全意识，养成良好的实验习惯。

3. 培养学生面对挑战，勇于尝试，不断调整和优化设计方案的态度。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，以实际操作为核心。

学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识和编程能力，具有较强的求知欲和动手能力。

教学要求：教师需引导学生主动探索，鼓励学生提出问题、解决问题，关注学生在实践中的个性化发展。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 单片机基础原理回顾：I/O口控制原理，中断系统原理。

- 定时器/计数器原理及其在抢答器中的应用。

- 抢答器工作原理及设计要求。

2. 实践操作：- 单片机硬件连接及电路设计。

- 编写抢答器程序，实现基本功能。

- 调试与优化：程序调试，硬件测试，故障排查。

3. 教学大纲：- 第一周：回顾单片机基础知识，讲解抢答器工作原理。

- 第二周：学习定时器/计数器应用，设计单片机I/O口控制电路。

- 第三周：分组讨论设计方案，编写程序，搭建硬件电路。

- 第四周：调试与优化，展示成果，总结经验。

4. 教材关联：- 理论知识：教材第3章单片机原理，第4章中断与定时器。

- 实践操作：教材第5章单片机接口技术，第6章单片机应用实例。

教学内容安排和进度根据课程目标和学生的学习情况调整，确保学生能够逐步掌握单片机八路抢答器的设计与实现。

摘要随着单子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。

本设计是以八路抢答为基本理念。

考虑到需设定限时回答的功能呢个，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。

用开关做键盘输出，扬声器发生提示，并且有警告灯显示，正常工作时为绿灯，报警或抢答等违规信号时则出现红灯。

关键词：AT89C51;抢答器;计数器目录1概述 (1)2 抢答器的硬件系统设计 (3)2.1 系统整体方案设计 (3)2.2 系统硬件组成 (3)3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5)3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5)3.1.1 电源电路 (5)3.1.2 时钟电路 (6)3.1.3 复位电路 (7)3.2 主流程图 (8)4 模块的设计与实现 (9)4.1 抢答电路的设计 (9)4.2 锁存器74HC573 (9)4.3 主持人控制电路与扬声器的设计...................... 错误！未定义书签。

4.4 显示电路的设计.................................... 错误！未定义书签。

5 软件的设计 (12)5.1语言选择 (12)5.2软件总体设计 (12)总结 (13)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (17)1概述数字技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑器件已从20世纪60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI，LSI)及超大规模集成电(VLSI)。

相应地，数字逻辑电路的设计方法在不断的演变和发展，由原来单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计(中、小规模集成器件)、软件逻辑设计(软件组装的LSI和VSI，如微处理器、单片机等)及兼有二者优点的专用集成电路(ASIC)设计。

目录1. 原理分析（by 张潇） (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)1.3 工作原理 (2)2. 方案选择（by 张潇） (3)2.1 方案设定 (3)2.2 方案比较 (3)2.3 方案选择 (3)3. 电路原理图绘制及仿真（by 王倩） (3)3.1 所需元器件型号及数量 (3)3.2 电路原理图 (4)3.3 电路仿真结果 (5)4. Pcb图绘制（by 朱文广） (5)4.1 pcb绘制步骤 (5)4.2 pcb绘制原则 (5)4.3 8路抢答器pcb图 (7)5. 综合调试（by 朱文广） (7)5.1 软件调试 (7)5.2 硬件调试 (9)6. 总结（by 王倩） (10)附录1：电路仿真图 (11)附录2: 8路抢答器完整程序 (12)1.1 设计任务以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器，同时供8名选手或8个代表队比赛。

设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。

抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可由主持人设定。

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和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

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00。

1.2 性能指标电源电压：直流5V±10%选手组数：2-8组初始抢答倒计时：20s初始回答倒计时：30s倒计时范围：1-99s可设倒计时提示时间：最后5s1.3 工作原理八路数字抢答器原理框图如图1所示，其工作原理为：接通电源后，主持人未按下开始抢答，抢答器处于禁止状态，数码管显示“----”；主持人宣布“开始”同时按下开始抢答按键，抢答倒计时开始计时，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。

八位抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解抢答器的基本工作原理，掌握其电路组成及功能。

2. 学生了解数字电路基础知识，并能运用到抢答器的设计中。

3. 学生掌握抢答器程序设计的基本方法，能运用所学知识分析并解决实际问题。

技能目标：1. 学生能独立完成抢答器的电路搭建，提高动手实践能力。

2. 学生能通过编程实现抢答器的功能，培养编程思维和解决问题的能力。

3. 学生具备团队协作能力，能在小组合作中发挥个人优势，共同完成抢答器的设计与制作。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。

2. 学生在学习过程中，养成积极思考、勇于探索的良好习惯。

3. 学生通过小组合作，培养沟通协调能力和团队精神，树立集体荣誉感。

课程性质：本课程为信息技术与电子技术的结合课程，注重实践操作和团队合作。

学生特点：八年级学生对电子技术有一定的基础，好奇心强，具备一定的动手能力和合作意识。

教学要求：结合学生特点，以实践为主，引导学生主动探究，注重培养学生的创新精神和实践能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字电路基础知识：介绍抢答器中涉及的逻辑门电路、触发器等基本元件，对应教材第3章相关内容。

- 逻辑门电路原理与功能- 触发器种类及其应用2. 抢答器电路设计与搭建：讲解抢答器电路原理，引导学生进行电路搭建，对应教材第4章相关内容。

- 抢答器工作原理- 电路元件选择与连接- 抢答器电路搭建与调试3. 抢答器程序设计：教授编程基础知识，指导学生进行抢答器程序设计，对应教材第5章相关内容。

- 编程语言基础- 程序流程图设计- 抢答器程序编写与调试4. 抢答器功能实现与优化：培养学生解决问题和团队协作能力，对应教材第6章相关内容。

- 抢答器功能测试与优化- 团队合作与分工- 项目总结与展示教学大纲安排：第一周：数字电路基础知识学习，了解逻辑门电路和触发器原理。

第二周：抢答器电路设计与搭建，动手实践电路连接与调试。

单片机综合实验报告题目: 8路抢答器实验班级：姓名：学号：指导老师：时间：一、实验内容：以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。

本实验有Protues软件仿真。

分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。

抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。

抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定为30秒。

当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时绿色LED灯亮。

二、实验电路及功能说明分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。

抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。

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和抢答的时间，并保持到主持人将系统复位为止。

复位后参赛队员可继续抢答。

如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警红色LED灯亮，并禁止抢答，定时显示器上显示00。

三、实验程序流程图：主程序；非法抢答序；抢答时间调整程序；回答时间调整程序；倒计时程序；正常抢答处理程序；犯规处理程序；显示及发声程序。

主流程图如下图所示子程序四、实验结果分析五、心得体会六、程序清单#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit wela_a=P3^0;sbit wela1=P3^1;sbit wela2=P3^7;sbit rest=P3^5;sbit host=P3^6;sbit led1=P3^4;//绿灯sbit led2=P3^3;//红灯sbit led3=P3^2;//黄灯sbit key1=P1^0;sbit key2=P1^1;sbit key3=P1^2;sbit key4=P1^3;sbit key5=P1^4;sbit key6=P1^5;sbit key7=P1^6;sbit key8=P1^7;uchar x,q,d,s,ge,t0,t1,start,flag; uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};void init();/*初始函数申明*/void display(uchar s,uchar ge,uchar a); void delay(uint z); void keyscan();void main(){init();display(s,ge,a);while(1){if(host==0) //主持人控制开关{delay(5);if(host==0){flag=1;start=1;delay(5); 延时while(!host); 检测开关}}if(rest==0) //复位{delay(5);if(rest==0){q=30;led2=1;led3=1;x=0;delay(5);start=1;delay(5);while(!rest);}}if(flag==1){if(start==0)//选手按下，倒计10秒开始 {led3=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);TR0=0;TR1=1;display(s,ge,a);delay(1);}if(start==1)//主持人按下，倒计时30秒{led1=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);TR0=1;TR1=0;display(s,ge,a);delay(1);keyscan();}}}}void init()/*初始化*/{t0=0;t1=0;flag=0;q=30;d=10;wela_a=0;a=0;TMOD=0x11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=0;TR1=0;}void display(uchar s,uchar ge,uchar a)/*数码管动态扫描*/{wela1=1;P0=table[ge];delay(5);wela2=1;P0=table[s];delay(5);wela_a=0;P2=table[a];delay(5);}void keyscan()/*按键扫描函数*/ {if(key1==0){delay(5);if(key1==0){a=1;P2=table[a];start=0;TR1=1;TR0=0;delay(5);while(!key1);}}if(key2==0){delay(5);if(key2==0){a=2;P2=table[a];start=0;delay(5);while(!key2);}}if(key3==0){delay(5);if(key3==0){a=3;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key3);}}if(key4==0){delay(5);if(key4==0){a=4;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key4);}}if(key5==0){delay(5);if(key5==0){a=5;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key5);}}if(key6==0){delay(5);if(key6==0){a=6;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key6);}}if(key7==0){delay(5);if(key7==0){a=7;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key7);}}if(key8==0){delay(5);if(key8==0){a=8;P2=table[a];start=0;delay(5);while(!key8);}}}void delay(uint z)/*延时函数*/{uint i,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void time0() interrupt 1/*定时器0*/ {TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;s=q/10;ge=q%10;t0++;if(t0==20){t0=0;q--;s=q/10;ge=q%10;if(q==0){while(1){q=0;a=0;led1=1;led2=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);display(s,ge,a);}}}}void time1() interrupt 3/*定时器1*/ {TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;s=d/10;ge=d%10;t1++;if(t1==20){t1=0;d--;s=d/10;ge=d%10;if(d==0){while(1){d=0;a=0;led1=1;led3=1;led2=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);display(s,ge,a);}}}}//最后，给朋友们一点点提示，本程序有一点点小问题，有个中断没关，当主持人复位之后，后面的选手回答问题的时间就没有10秒了（可怜啊）。

课程设计报告课程名称：单片机课程设计报告题目：8位竞赛抢答器的设计学生姓名：所在学院：信息科学与工程学院专业班级：学生学号：指导教师：2013 年12月25日课程设计任务书摘要抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。

作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

本设计是以八路抢答为基本理念。

考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。

用开关做键盘输出，扬声器发生提示。

同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有5s的音乐提示（即扬声器发出响声）；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

关键词：89c52；电路；显示；按键目录一、概述 (1)二、方案设计 (1)三、硬件电路设计 (2)1、抢答器的电路框图 (2)2、单元电路 (3)2.1、抢答器电路 (3)2.2、时序控制电路 (3)2.3、复位电路 (3)3、时钟震荡电路 (3)4、报警电路 (3)四、软件设计 (4)1、系统主程序 (4)2、系统程序 (5)五、结论与心得 (10)六、参考文献 (10)一、概述本实验电路由抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路、报警电路组成。

通过复位按键FW，电路进入准备就绪状态。

将抢答时间设定在30S，然后按下开始键开始抢答。

，在电路中“S0-S7”为8路抢答器的8个按键，当有键按下，程序锁定信号，从P2口输出抢答者号码的七段码值，送到数码管显示，并封锁按键，保持刚才按键按下时刻的时间，禁止其他人按键的输入，从而实现了抢答的功能。

单片机8路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理和功能，理解8路抢答器的电路构成及其工作原理；2. 使学生掌握8路抢答器程序设计的基本方法，包括程序流程图绘制、程序代码编写等；3. 帮助学生理解数字电路基础知识，以及与单片机接口的原理。

技能目标：1. 培养学生运用单片机进行电子电路设计和程序开发的能力；2. 培养学生动手实践、团队协作的能力，能独立完成8路抢答器的搭建和调试；3. 提高学生分析问题和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术和编程的兴趣，培养其创新精神和实践能力；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，使其在课程学习过程中体验团队合作的重要性；3. 引导学生关注科技发展，认识到单片机技术在实际应用中的价值，提高学生的社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，旨在培养学生的动手能力和实际应用能力。

学生特点：学生已具备一定的电子技术基础和编程能力，具有较强的学习兴趣和探索精神。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导学生主动参与、积极思考、合作交流，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 理论知识：a. 单片机原理与功能：引导学生复习并巩固单片机的基本原理，介绍51单片机结构、工作原理及特性；b. 8路抢答器电路设计：讲解8路抢答器的电路构成、工作原理及各部分功能；c. 程序设计方法：介绍程序流程图的绘制方法，讲解C语言编程基础及其在单片机编程中的应用。

2. 实践操作：a. 8路抢答器硬件搭建：指导学生按照电路图完成8路抢答器的硬件搭建；b. 程序编写与调试：教授学生编写8路抢答器程序，并进行调试；c. 系统测试与优化：引导学生对搭建好的8路抢答器进行测试，发现问题并进行优化。

单片机八路抢答器课程设计一、引言随着科技的发展和应用越来越广泛，单片机在各个领域的应用日益普遍。

其中，抢答器是一种常见且有趣的单片机应用。

本课程设计将介绍如何使用单片机设计一个八路抢答器，帮助学生更好地理解和掌握单片机的原理和应用。

二、系统框图八路抢答器系统主要由以下几个部分组成： 1. 单片机主控模块：负责系统的整体控制和数据处理。

2. 八个抢答器按键模块：提供用户按键输入功能。

3. 抢答器显示模块：展示抢答器的按键状态和抢答结果。

4. 蜂鸣器模块：用于发出抢答成功或失败的音频提示。

三、系统功能设计八路抢答器的主要功能如下： 1. 抢答器按键功能：每个抢答器都具有独立的按键，当按下按键时，抢答器将发送信号给主控模块。

2. 抢答器显示功能：通过显示模块，实时显示每个抢答器的抢答状态，如按下、未按下等。

3. 抢答器抢答功能：在系统开始抢答后，只有首先按下按键的抢答器才能获得抢答资格。

4. 抢答结果显示功能：在抢答结束后，显示抢答结果，并通过蜂鸣器模块发出音频提示。

四、硬件设计4.1 单片机主控模块主控模块是整个系统的核心，它接收抢答器按键模块发送的信号，并对抢答结果进行处理。

可以选择常用的单片机，如STC89C51等。

### 4.2 抢答器按键模块抢答器按键模块包括八个独立的按键，用于用户进行抢答操作。

按下按键时，将通过IO口发送信号给主控模块。

### 4.3 抢答器显示模块抢答器显示模块采用LED或LCD等显示器件，用于显示八个抢答器的状态，如按下、未按下等。

### 4.4蜂鸣器模块蜂鸣器模块用于发出抢答成功或失败的音频提示。

可以选择适合的蜂鸣器模块并通过IO口控制。

五、软件设计5.1 系统初始化在系统初始化过程中，需要对硬件进行初始化，包括IO口设置、定时器设置等。

### 5.2 抢答逻辑处理通过编程实现抢答逻辑处理，包括按键检测、抢答结果判断等。

当检测到抢答按键按下时，判断该抢答器是否首次按下，并显示相应的抢答结果。

毕业论文基于单片机的8路抢答器专业院系: 信息工程系班级名称: 计算机硬件与外设****: *******: ***完成时间: 2011年12月28日湖南铁道职业技术学院信息工程系2012届毕业设计任务书专业：硬件与外设班级：硬件091 填表日期：2011年11月20日指导教师王昱煜职称讲师联系电话159****7341学生姓名周俊兵课题名称基于单片机的8路抢答器的设计课题工作内容介绍单片机的选型、引脚功能等，然后分析抢答器的设计原理，从各个硬件的总体设计到局部电路设计，分析并阐述设计思路；再进行软件的设计，从程序总体流程图到关键部分的设计思路以及中断处理，最后附上程序代码。

该论文的主要内容应包括：1、单片机芯片选择（1）单片机选择（2）模块性能分析2、硬件设计（1）总体设计（2）外部振荡电路设计（3）复位电路设计（4）显示电路设计（5）按键电路设计（6）报警电路设计3、系统软件设计（1）程序总体结构图（2）程序流程图（3）主程序（4）中断处理4、总结本论文的撰写需要先设计出产品的电路图及软件系统，然后再自己焊接组装成产品，然后根据自己的设计思路及产品焊接组装流程用文字加图片的形式在文章中展示出来。

要求指标（目标）通过毕业设计，应达到以下要求：（1）熟悉单片机的型号及各引脚功能。

（2）熟悉单片机硬件电路设计。

（3）熟练单片机C语言程序设计。

（4）用C语言实现软件系统，并在仿真环境下调试运行。

（5）熟练电子元器件的焊接。

（6）根据硬件电路图和程序代码将产品制作出来并调试。

（7）撰写符合规范的毕业设计论文，对毕业设计所做的工作表达出来。

（8）掌握团队合作开发的方法。

（9）进一步积累实际的单片机产品的开发和研究经验。

进程安排（1）第1周：落实毕业设计任务，明确工作内容，部署毕业设计各项工作。

（2）第2周：查阅与课题相关或针对性强的文献5～10篇，阅读并进行归纳、总结。

（3）第3周：根据课题要求进行资料收集、整理，并写出分析报告。