单片机抢答器设计与实现
- 格式:doc
- 大小:558.00 KB
- 文档页数:22
基于单片机8路抢答器的设计与实现引言:抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备,它可以实现多个参与者同时抢答,实时显示最先抢答者的编号。
本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。
一、设计方案:1.硬件设计:本设计采用单片机作为主控制器,使用LED显示器显示抢答编号。
按键用于选择参与抢答的编号。
____________________+------------------,P1.0,,P1.1,,P1.2,,P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------,P1.4,,P1.5,,P1.6,,P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计:本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。
(1)中断:使用外部中断响应红外传感器的触发信号,并处理中断程序。
(2)定时器:使用定时器来实现LED显示的时序控制,以达到流畅的显示效果。
(3)按键扫描:定时扫描按键,当一些按键按下时,触发相应的抢答编号。
(4)显示控制:根据抢答编号,通过对LED显示器的控制,实现编号的显示。
二、实现步骤:1.硬件部分的实现:(1)按照上述连接图的方式,将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。
(2)编写硬件程序,对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。
2.软件部分的实现:(1)编写中断服务函数,用于响应红外传感器的触发信号,并完成相应的中断处理。
(2)编写定时器中断服务函数,用于控制LED显示的时序。
(3)编写按键扫描函数,用于检测按键是否按下,并触发相应的抢答编号。
基于单片机8路抢答器的设计与实现基于单片机的8路抢答器是一种常见的电子竞赛设备,用于测验、培训或竞赛等活动中进行抢答的过程。
它能够为多个参与者提供公平竞争机会,并通过显示屏和声音提示来呈现结果。
下面是一个基于单片机的8路抢答器的设计与实现的参考内容。
一、硬件设计:1. 微控制器选择:可以选择一款适合的单片机作为抢答器的主控芯片,常见的选择有STC89C52、AT89C52、PIC16F877A 等。
2. 输入部分设计:为每个参与者设置一个按钮,用于抢答。
可以使用电子按键、触摸按钮等。
3. 显示部分设计:可以选择LCD液晶显示屏或数码管进行显示,显示参与者的编号或抢答进度等信息。
4. 声音提示设计:可以使用蜂鸣器或扬声器作为声音提示装置,用于鸣笛提示抢答结果。
5. 电源部分设计:选择合适的电源模块,如直流电源模块或电池供电。
二、软件设计:1. 系统初始化:设置IO口的输入输出状态,初始化LCD显示屏,配置中断等。
2. 抢答逻辑:设置抢答模式,设定抢答者数量,记录抢答时间,并根据抢答顺序进行显示和提示。
3. 显示与提示:根据抢答结果,将结果显示在LCD屏幕上,并通过声音提示器进行声音提示。
4. 延时与计时:设置合适的延时函数和计时器用于计算抢答的时间长度。
5. 节拍控制:设置一个节拍控制函数,用于判断抢答按钮的按下时间是否在某一节拍内,以增加抢答的公平性。
6. 按键检测与处理:使用中断或轮询方式对抢答器上的按键进行检测和处理,并根据按键的触发来执行相应的命令。
三、实现步骤:1. 硬件搭建:按照上述设计,完成抢答器的硬件搭建,包括连接单片机与按钮、显示屏和声音提示器等。
2. 程序编写:根据所选的单片机型号,使用对应的编程软件,编写相应的程序。
3. 调试与测试:将编写好的程序下载到单片机中,通过串口或者编程器与单片机进行连接,进行调试与测试。
4. 优化与改进:根据实际使用情况,进行程序的优化和改进,以提高系统的稳定性和可靠性。
基于51单片机智能抢答器的设计51单片机智能抢答器是一种智能化的电子设备,可以用于各种有奖答题活动中,通过简单的按键操作即可实现抢答功能。
本文将介绍基于51单片机的智能抢答器的设计,包括硬件电路设计和软件程序设计。
一、硬件电路设计1. 电源模块:采用直流电源供电,可选择使用电池或者适配器供电。
为了保证正常的使用,建议使用干电池或者锂电池供电,并加入适当的电源保护电路。
2. 控制模块:使用51单片机作为控制核心,通过外部按键输入实现答题和抢答功能。
需要接入外部中断输入端口并编写相应的中断服务程序。
3. 显示模块:采用液晶显示模块作为主要的显示设备,用于显示答题结果和其他信息。
需要编写相应的驱动程序以实现显示功能。
4. 输入模块:设置抢答按钮和答题按钮作为输入设备,通过按键操作来实现抢答和答题功能。
需要加入合适的按键消抖电路以确保按键操作的稳定性。
5. 信号处理模块:通过外部传感器检测抢答按钮的按下情况,并将信号输入到51单片机进行处理。
需要设计合适的信号处理电路以满足系统的要求。
二、软件程序设计1. 系统初始化:在系统上电之后,需要对51单片机进行初始化设置,包括外部中断设置、定时器设置、IO口配置等。
2. 按键检测:通过轮询或者中断方式检测抢答按钮和答题按钮的按下情况,并根据按键的不同状态进行相应的处理。
3. 答题逻辑:根据抢答按钮的按下顺序和答题按钮的按下情况,判断抢答者是否答题正确,并根据结果进行相应的显示和处理。
4. 显示控制:根据答题的结果和其他相关信息,控制液晶显示模块显示相应的内容,包括抢答者的得分、答题结果等。
5. 系统完善:考虑到系统的稳定性和可靠性,需要对系统进行进一步的优化和完善,包括添加异常处理程序、加入错误提示功能等。
通过以上硬件电路设计和软件程序设计,可以实现一个基于51单片机的智能抢答器,并可以在各种有奖答题活动中使用。
这种智能抢答器可以提高活动的趣味性和互动性,成为活动中的一种重要设备。
单片机课程设计三人抢答器在现代电子技术的快速发展中,抢答器作为一种常见的电子设备,广泛应用于各种竞赛、游戏和活动中。
本次课程设计的任务是设计一个三人抢答器,通过单片机的控制实现抢答功能,并具备相应的显示和提示功能。
一、设计要求1、有三个抢答按键,分别对应三位选手。
2、当有选手按下抢答键时,系统能锁定该选手,并在显示屏上显示其编号。
3、同时伴有声音提示,表示抢答成功。
4、抢答成功后,其他选手再按下抢答键无效。
二、硬件设计1、单片机选型我们选择了常见的 51 系列单片机,如 STC89C52 单片机。
它具有价格低廉、性能稳定、易于编程等优点。
2、按键输入使用三个独立按键作为抢答按键,分别连接到单片机的三个I/O 口。
通过检测这些 I/O 口的电平变化来判断是否有按键按下。
3、显示模块采用数码管作为显示模块,用于显示抢答成功选手的编号。
可以选择共阴或共阳数码管,通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选,实现数字的显示。
4、声音提示模块使用蜂鸣器作为声音提示装置,连接到单片机的一个 I/O 口。
当抢答成功时,单片机输出高电平驱动蜂鸣器发声。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源,可以使用 5V 直流电源适配器或者通过电池供电。
三、软件设计1、主程序流程系统初始化后,进入循环等待状态,不断检测三个抢答按键的状态。
当有按键按下时,进行相应的处理,包括锁定选手、显示编号、发声提示以及禁止其他选手抢答。
2、按键检测程序通过不断读取与按键连接的 I/O 口的电平状态,判断是否有按键按下。
为了消除按键抖动的影响,需要进行软件消抖处理。
3、显示程序根据抢答成功选手的编号,将对应的数字编码发送到数码管的段选和位选端口,实现数字的显示。
4、声音提示程序当抢答成功时,单片机控制与蜂鸣器连接的 I/O 口输出高电平,使蜂鸣器发声。
四、系统调试1、硬件调试首先检查电路连接是否正确,有无短路、断路等情况。
然后测量各个电源点的电压是否正常,确保硬件电路工作正常。
单片机六路抢答器课程设计概述在现代教育中,抢答器是一种被广泛应用的工具,能够有效提高学生的积极性和参与度。
本课程设计旨在使用单片机设计一个六路抢答器,实现简单、高效的抢答系统,为教学活动增添趣味和互动性。
设计要求1.使用单片机实现六个抢答按键,每个按键代表一个选手。
2.设计一个显示屏,显示抢答结果,包括选手编号和抢答时间。
3.实现按键的状态检测和抢答时间的计时功能。
4.提供简单的用户界面,包括开始抢答、停止抢答和重置功能。
结构设计按键和状态检测为了实现六个抢答按键,可以使用六个GPIO口作为输入端,通过外部上拉电阻连接到VCC电源。
当按键按下时,GPIO口会检测到低电平。
使用中断机制可以实现按键状态的实时检测,当检测到按键按下时,触发中断处理函数进行相应的操作。
抢答时间计时抢答时间计时可以使用定时器实现,定时器在启动抢答过程后开始计时,当有选手按下按键时,记录下计时器的当前值作为该选手的抢答时间。
为了满足要求,可以选择使用32位定时器,以提供足够的计时范围。
显示屏和界面设计为了显示抢答结果,可以使用简单的数码管或液晶显示屏。
数码管可以显示选手编号和抢答时间,而液晶显示屏可以提供更多的显示信息,如选手姓名等。
为了方便用户操作,可以设计几个按钮实现开始抢答、停止抢答和重置功能。
可以使用单片机的GPIO口作为输出端,通过外部上拉电阻连接到VCC电源。
当按钮按下时,GPIO口会检测到低电平。
使用中断机制可以实现按钮状态的实时检测,当检测到按钮按下时,触发中断处理函数进行相应的操作。
硬件原理图以下是单片机六路抢答器的硬件原理图:1. VCC2. GND3. 抢答器按键14. 抢答器按键25. 抢答器按键36. 抢答器按键47. 抢答器按键58. 抢答器按键69. 显示屏数据线10. 显示屏使能线11. 按钮112. 按钮213. 按钮3软件设计初始化在软件设计中,首先需要进行初始化设置,包括初始化GPIO口、定时器、中断等。
单片机抢答器课程设计报告一、引言本篇报告主要介绍了单片机抢答器的课程设计,包括设计目的、设计原理、硬件系统和软件程序等方面。
单片机抢答器是一种基于单片机技术的电子设备,可以用于学校或公司内部的竞赛或考试等场合,提高参赛者的竞争力和活跃度。
二、设计目的本次课程设计的目的是通过实践操作,掌握单片机应用技术和电子电路基础知识,提高学生自主学习和解决实际问题的能力。
同时,也为学生提供一个锻炼自己竞争能力和团队协作能力的机会。
三、设计原理单片机抢答器主要由两个部分组成:硬件系统和软件程序。
硬件系统包括按键模块、LED显示模块、蜂鸣器模块、LCD液晶显示屏模块和单片机控制模块等。
软件程序则是由C语言编写而成,主要功能是控制各个模块之间的协调工作。
四、硬件系统1. 按键模块按键模块采用矩阵按键方式实现,可以同时检测多个按键的状态。
在设计中,我们采用了4x4的矩阵按键,即16个按键。
其中,有一个按键作为重置键,用于清除上一次抢答结果。
2. LED显示模块LED显示模块采用共阴极方式实现,可以同时控制多个LED的状态。
在设计中,我们采用了8个LED灯,分别代表1~8号选手。
3. 蜂鸣器模块蜂鸣器模块可以发出不同频率的声音信号,用于提示选手抢答成功或失败。
在设计中,我们采用了一个5V的主动蜂鸣器。
4. LCD液晶显示屏模块LCD液晶显示屏模块可以显示选手抢答结果和当前比赛状态等信息。
在设计中,我们采用了一个16x2字符型液晶显示屏。
5. 单片机控制模块单片机控制模块是整个硬件系统的核心部分,主要负责各个模块之间的协调工作。
在设计中,我们采用了AT89C51单片机作为控制芯片。
五、软件程序软件程序是整个系统的灵魂部分,主要负责实现各种功能。
在本次课程设计中,我们使用C语言编写了单片机抢答器的软件程序。
主要功能包括:初始化、检测按键状态、显示比赛状态、判断抢答结果等。
六、实验结果经过多次实验,我们成功地实现了单片机抢答器的设计。
基于单片机的智能抢答器设计与实现【摘要】该智能抢答器以51单片机为核心控制器件,通过串行通信,将主机与8路从机连接,实现了有效抢答信号的识别显示、犯规选手识别显示、不同时长的抢答倒计时、不同时长的答题倒计时、提示报警等功能。
文章同时给出了系统的硬件原理图和部分程序框图。
样机运行效果良好,可广泛应用于智力竞赛等公开竞争场合。
【关键词】单片机;抢答器;串行通信1.引言抢答器广泛应用在学校和企事业单位举行的各种竞赛、抢答活动中,它能通过指示灯显示、语音提醒、数字显示、警示显示等手段迅速、准确、公正、直观地判断出最先获得发言权的选手。
本文介绍一种以51单片机为核心,通过串行通信方式实现的八路抢答器系统,具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
2.抢答器的功能本抢答器系统可实现以下功能:(1)抢答功能:抢答器设有主持人控制的抢答允许键,当主持人按键前,系统不断扫描选手按键情况,若有人按键视为抢答犯规并蜂鸣器报警且显示其号码;只有主持人按下抢答开始键后(有蜂鸣器提示音),才允许各组选手开始抢答,同时显示最先按下键的组号,并屏蔽其它各路选手按键信号。
若出现多个选手同时按键的情况,则通过随机程序任意选一组。
(2)抢答限时:系统可事先预置l~99秒之间的抢答限时时间,默认10秒,主持人按下抢答允许键后,若10秒后无人抢答,倒计时为0时蜂鸣器报警,说明该抢答题目作废。
此时屏蔽所有抢答按键,只有当主持人再次按下抢答键后,开始下一轮抢答。
(3)答题限时:系统可事先预置l~99秒之间的答题时间,默认时间为30秒,当主持人按下开始答题按钮时,开始倒计时,当倒计时为0时发出报警,说明时间到,显示返回当前选手号。
(4)计分功能:答题结束时,当按下加、减计分键后,可将预设的分值通过串行通信的方式传给选手端并进行计分显示,分值可在l~999之间设置,默认为10分。
(5)纠错功能:当发现选手计分有误或某选手需要奖励惩罚时,可单独对其分值进行加减操作。
基于51单片机智能抢答器的设计一、引言二、设计思路1.系统功能需求智能抢答器主要包括以下功能:(1)抢答功能:允许学生在教师提出问题后进行抢答;(2)提前设置答题时间:教师可以设置每次抢答的时间;(3)显示抢答结果:显示学生选手的抢答结果和答题情况;(4)记录抢答情况:记录学生的抢答情况,方便教师进行统计和评估。
2.系统硬件设计系统采用51单片机作为核心,通过按键、显示屏等外设实现系统的各项功能。
系统还需配备一套抢答设备,每位学生需要配备一个手持式抢答器,用于进行抢答操作。
3.系统软件设计系统需要设计相关的软件程序,包括抢答逻辑、结果显示、数据统计等功能。
需要考虑系统的稳定性和易用性,确保教师和学生可以轻松操作系统。
三、系统设计与实现1.抢答器的设计抢答器采用51单片机作为核心,通过按键输入学生答案,再通过无线通信将答题结果发送给主控系统。
抢答器还需配备显示屏,显示学生的抢答结果。
为了保证系统的安全性,还需设计防作弊功能。
2.主控系统的设计主控系统也采用51单片机作为核心,通过接收抢答器的信号,处理并显示抢答结果。
主控系统还需要设计相应的操作界面,方便教师进行设置和操作。
系统还需设计数据存储和统计功能,记录学生的抢答情况。
四、系统性能测试及改进1.系统性能测试完成系统的硬件和软件设计后,需要进行系统的性能测试,主要包括以下几个方面:(1)抢答功能测试:测试学生抢答器的响应速度和稳定性;(2)结果显示测试:测试主控系统的抢答结果显示效果;(3)数据统计测试:测试系统的数据统计和记录功能。
2.系统改进根据测试结果,对系统进行相应的改进和调整,确保系统能够稳定运行并满足实际教学需求。
需要特别关注系统的稳定性、易用性和安全性等方面的改进。
五、系统应用与展望1.系统应用智能抢答器可以广泛应用于教育教学领域,提高课堂互动和学生的参与度。
还可以应用于各类知识竞赛、学科竞赛等活动中。
2.系统展望智能抢答器作为新型的教学辅助工具,具有较大的市场前景。
单片机抢答器系统一、项目要求1、设计一个智力竞赛抢答器,晶振12MHZ,可同时提供8路选手或8个代表对参加比赛,编号为1,2,3,4,5,6,7,8各用一个按钮。
2、节目主持人5个控制开关,用来控制清零和抢答开始,即时开始,以及抢答时间和限时时间的调节。
3、抢答器具有数字锁存功能,显示功能和声音提示功能。
抢答开始,若有选手按动抢答器按钮,编号立即锁存,并在LED上显示选手的编号,同时灯亮且伴有声音提示。
此外,要封锁输入电路,禁止其它选手抢答。
4、最先抢答的选手编号一直保持到主持人讲系统清零。
5、(1)4位LED分功如下:当某选手固定后:显示限答时间(2)主持人功能键①K1—选手加十分②K2—选手加五分③K3—回答时间设置(+50s)限时开始④K4—回答时间设置(+10s)⑤K5—抢答开始⑥K6—RST键,清零⑦K7—回答开始开始抢答:抢答时间选手编号二、原理框图三、设计方案论证1.设计方案的可行性本课题是设计一个智力竞赛抢答器,能够实现8组选手同时抢答、回答倒计时、选手加分及主持人控制等各项功能。
本设计采用Protues模拟硬件电路、KEIL软件进行编程相结合以达到理论模拟的效果。
根据课程设计项目要求该系统所需要的器件在Protues中基本都可以找出来。
KEIL编出的程序也能与Protues结合。
因此该系统可以实现。
2.需求分析(1)系统功能需求本系统是借用单片机采用模块化设计的智能抢答器,主控与参赛者设为终端分系统。
参赛者分系统设有:抢答按纽、提示功能等(声音提示和LED显示);主控分系统有:开始控制按钮、时限设定、加分按钮、复位按钮。
参赛者系统,除享有抢答按纽的权利功能外[1],还有人性化的提示功能和时间提示功能;主控系统的控制按钮做开始控制,根据活动参赛者的层次,对提前抡答者的行为设定为无效,对回答问题限时设为倒计时式,并有公示性显示。
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。
上海电机学院课程设计目录第1章绪论 (1)1.1 单片机抢答器的背景 (1)1.2 抢答器的意义 (1)第2章设计概述 (2)2.1 抢答器的工作原理 (2)2.2 设计任务 (2)第3章系统硬件电路设计 (2)3.1 AT89C51单片机硬件电路 (2)3.2原理及电路总框图 (3)第4章系统软件设计 (6)4.1 主程序设计 (6)4.2 子程序设计 (6)4.2.1数码管显示电路 (6)4.2.2键盘扫描段码表 (7)4.3 系统流程图 (7)4.3.1系统主程序流程图 (7)4.3.2系统中断程序流程图 (7)4.4 源程序代码 (9)第5章结束语 (17)5.1 小结 (17)5.2 心得体会 (17)参考文献 (18)第1章绪论1.1 单片机抢答器的背景对于抢答器我们大家来说并不陌生, 他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 抢答器的意义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、抢答开关, 总开关模块。
该系统通过一个自锁按键输入抢答信号;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。
在知识比赛中, 特别是做抢答题目的时候, 在抢答过程中, 为了知道哪一组或哪一位选手先答题, 必须要设计一个系统来完成这个任务。
如果在抢答中, 靠视觉是很难判断出哪组先答题。
利用单片机系统来设计抢答器, 使以上问题得以解决, 即使两组的抢答时间相差几微秒, 也可分辨出哪组优先答题。
相对于类似电视台这类花几万元采购的抢答器系统, 如果个人组织小型的抢答比赛, 这毕竟不合适, 但是依靠单片机的低成本, 低功耗, 可以很好的解决个人用户需要举办小型抢答比赛的需求, 而且精度高, 操作性好。
时间:2009-06-23 12:39来源:网络作者:枫叶点击: 1619次此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器,本方案以AT89C51单片机作为主控核心,与MAX232、发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成四路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路,设计的抢答器具有实时显示抢答单片机抢答器设计与实现摘要此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器,本方案以AT89C51单片机作为主控核心,与MAX232、发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成四路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路,设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点,还有复位电路,使其再开始新的一轮的答题和比赛,同时还利用C语言编程,使其实现一些基本的功能。
本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。
它的功能实现是比赛开始,主持人读完题之后按下总开关,即计时开始,此时数码管开始进行1s的加计时,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和抢答所用的时间,同时该选手对应的发光二极管会发出相应的光,蜂鸣器也会发出声音,以提示有人抢答本题,如果在规定的60s时间内没有做出抢答,则此题作废,即开始重新一轮的抢答。
关键字:STC89C52单片机、动态显示、中断、按键控制目录第一章绪论 (1)1.1 单片机抢答器背景 (1)1.2 单片机抢答器意义 (1)1.3 抢答器的应用 (1)第二章整体设计方案 (1)2.1 单片机的选择 (2)2.2 单片机的基本结构 (4)2.3 单片机的存储器配置 (6)第三章硬件设计 (8)3.1 最小系统的设计 (8)3.2 数码管显示电路 (8)3.3 按键控制电路 (9)第四章软件设计 (11)4.1 抢答器系统软件设计的流程图 (11)4.2 主程序 (12)4.3 中断程序 (15)第五章系统的仿真 (18)5.1 protenus软件的介绍及使用 (18)5.2 抢答器protenus软件的仿真 (23)第六章调试功能说明 (24)6.1 系统的调试 (24)6.2 软件调试问题及解决 (25)6.3 焊接的问题及解决 (26)6.4 单片机的通信 (25)第七章结束语 (27)7.1 结论 (27)7.2工作展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)单片机抢答器设计与实现(2)时间:2009-06-23 12:39来源:网络作者:枫叶点击: 1620次第一章绪论1.1 单片机抢答器的背景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,大第一章绪论 1.1 单片机抢答器的背景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”。
在知识竞赛中,往往会用到抢答器。
故此我们就选择利用单片机编程来设计抢答器,即使两组的抢答时间相差几微秒,也能轻松的分辨出哪一组(或哪个选手)先抢答到题。
1.2 单片机抢答器的意义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。
控制系统的四个模块分别为:存储模块、显示模块、语音模块、抢答开关模块。
该抢答器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。
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。
1.3 抢答器的应用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。
第二章整体设计方案 2.1 单片机的选择2.1.1 什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统。
单片机是将中央处理器,随机存储器。
只读存储器,定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。
单片机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高。
随着INTELI960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的Windows和Linux操作系统。
单片机是靠程序的,并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。
一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB 板,但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别。
只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
2.1.2 单片机的应用单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
2.1.3 如何选择单片机ATMEL公司的89C52单片机,是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。
89C52单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力。
89C52单片机工作电压为2.7~6.0V,可以实现耗电最优化。
89C52的单片机广泛应用于计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电器,宇航设备等各个领域。
由于单片机的种类很多,在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单片机。
例如当设计仅仅需要一个单片机定时器那么选择89C1051或89C2051即可,而不选择89C52,因为后者的价格较高一些。
当然若程序和数据区的要求较高那么选择的单片机还要满足程序空间的要求。